2022年高中化學(xué) 第一章第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)（3） 新人教版選修3

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1、2022年高中化學(xué) 第一章第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)（3） 新人教版選修3 知識與技能 1、了解原子核外電子的運動規(guī)律，了解電子云的概念 2、了解原子軌道圖及每個能級中的軌道分布情況和最大容納電子數(shù) 3、掌握泡利原理、洪特規(guī)則 能力與方法 復(fù)習(xí)和沿伸、進一步認識核外電子排布，親自動手書寫，體會原理 情感與態(tài)度 充分認識原子電子排布遵循的原則，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，有利于增強學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。 重點 泡利原理、洪特規(guī)則 難點 泡利原理、洪特規(guī)則 知識結(jié)構(gòu)與板書設(shè)計 五、電子云和原子軌道： 1、電子云 (1)電子運動的特點：①質(zhì)量極小 ②運動空間極小 ③極高速運動。

2、2、原子軌道 s電子軌道都是球形；P原子軌道是紡錘形分別以px、py、pz為符號。D原子軌道是花瓣形的。 3、泡利原理：一個原子軌道里最多只能容納2個電子，而且自旋方向相反，這個原理成為泡利原理。 4、洪特規(guī)則：當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時，總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，而且自旋方向相同，這個規(guī)則是洪特規(guī)則。 5、洪特規(guī)則的特例：對于同一個能級，當(dāng)電子排布為全充滿、半充滿或全空時，是比較穩(wěn)定的。 教學(xué)過程 設(shè)問]原子核外電子是如何運動的呢？ [講]20世紀處，丹麥科學(xué)家玻爾把原子類比為太陽系，提出了原子的行星模型。認為核外電子象行星繞太陽那樣繞原子核運動。1916年玻爾因此獲得諾

3、貝爾物理獎。然而，在后來的十年間，玻爾建立的行星模型被量子理論學(xué)徹底否定了。 ［引入］電子在核外空間運動，能否用宏觀的牛頓運動定律來描述呢？ ［板書］五、電子云和原子軌道： 1、電子云 (1)電子運動的特點：①質(zhì)量極小 ②運動空間極小 ③極高速運動。 ［講］因此，電子運動不能用牛頓運動定律來描述，只能用統(tǒng)計的觀點來描述。我們不可能像描述宏觀運動物體那樣，確定一定狀態(tài)的核外電子在某個時刻處于原子核外空間如何，而只能確定它在原子核外各處出現(xiàn)的概率。 [講]概率分布圖看起來像一片云霧，因而被形象地稱作電子云。常把電子出現(xiàn)的概率約為90%的空間圈出來，人們把這種電子云輪廓圖成為原子

4、軌道。 ［板書］2、原子軌道 ［講］s電子的原子軌道都是球形的(原子核位于球心)，能層序數(shù)越大，原子軌道的半徑越大。這是由于1s，2s，3s……電子的能量依次增高，電子在離核更遠的區(qū)域出現(xiàn)的概率逐漸增大，電子云越來越向更大的空間擴展。這是不難理解的，打個比喻，神州五號必須依靠推動(提供能量)才能克服地球引力上天，2s電子比1s電子能量高，克服原子核的吸引在離核更遠的空間出現(xiàn)的概率就比1s大，因而2s電子云必然比1s電子云更擴散。 ［投影］ ［講］p的原子軌道是紡錘形的，每個P能級有3個軌道，它們互相垂直，分別以Px、Py、Pz為符號。P原子軌道的平均半徑也隨能層序數(shù)增大而增大。

5、［投影］ [板書] s電子軌道都是球形；P原子軌道是紡錘形分別以px、py、pz為符號。D原子軌道是花瓣形的。 ［講］量子力學(xué)告訴我們：ns能級各有一個軌道，np能級各有3個軌道，nd能級各有5個軌道，nf能級各有7個軌道.而每個軌道里最多能容納2個電子，通常稱為電子對，用方向相反的箭頭“↑↓”來表示。用□或○代表一個原子軌道，可用箭頭表示一個電子，這樣的式子稱為軌道表示式或電子排布圖。 ［板書］3、泡利原理：一個原子軌道里最多只能容納2個電子，而且自旋方向相反，這個原理成為泡利原理。 [思考] 推理各電子層的軌道數(shù)和容納的電子數(shù)。 ［講］對于基態(tài)原子

6、來說(洪特規(guī)則的使用前提)，在能量相等的軌道上，自旋平行的電子數(shù)目最多時，原子的能量最低。所以在能量相等的軌道上，電子盡可能自旋平行地多占不同的軌道。例如碳原子核外有6個電子，按能量最低原理和保里不相容原理，首先有2個電子排布到第一層的1s軌道中，另外2個電子填入第二層的2s軌道中，剩余2個電子排布在2個p軌道上，具有相同的自旋方向，而不是兩個電子集中在一個p軌道，自旋方向相反。 ［板書］4、洪特規(guī)則：當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時，總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，而且自旋方向相同，這個規(guī)則是洪特規(guī)則。 [科學(xué)探究]下列表示的是第二周期中一些原子的核外電子排布，請說出每種符號的意義及從中獲

7、得的一些信息。 由圖總結(jié)：1、每個原子軌道里最多只能容納幾個電子？ 2、當(dāng)電子排面在同一能級時，有什么規(guī)律？ ［小結(jié)］每個原子軌道里最多容納2個電子。當(dāng)電子排布在同一能級時，總是優(yōu)先單獨占據(jù)不同的軌道而且自旋方向相同 [思考與交流]寫出24號、29號元素的電子排布式，價電子排布軌道式，閱讀周期表，比較有什么不同，為什么？從元

8、素周期表中查出銅、銀、金的外圍電子層排布。它們是否符合構(gòu)造原理? ［投影］ ［板書］5、洪特規(guī)則的特例：對于同一個能級，當(dāng)電子排布為全充滿、半充滿或全空時，是比較穩(wěn)定的。 ［小結(jié)］核外電子排布遵循泡利不相容原理、能量最低原理和洪特規(guī)則．能量最低原理就是在不違背泡利不相容原理的前提下，核外電子總是盡先占有能量最低的軌道，只有當(dāng)能量最低的軌道占滿后，電子才依次進入能量較高的軌道，也就是盡可能使體系能量最低．洪特規(guī)則是在等價軌道(相同電子層、電子亞層上的各個軌道)上排布的電子將盡可能分占不同的軌道，且自旋方向相同．后來量子力學(xué)證明，電子這樣排布可使能量最低，所以洪特規(guī)則可以包括在能量最低原理中，作為能量最低原理的一個補充． ［隨堂練習(xí)］ 1．基態(tài)碳原子的最外能層的各能級中，電子排布的方式正確的是（ ） A B C D