归纳与整理名师教学设计

课题：第一章

第一节

原子结构（1）

授课班级

课

时

知识

教

学

目

的

过程

与

方法

情感

态度

价值观

重

点

原子核外电子的能层、能级分布及其能量关系

难

点

能用符号表示原子核外的不同能级

知

识

结

构

与

板

书

设

计

教学过程

教学方法、教学步骤、内容

［阅读引言］思考并讨论：

1、“物质的组成与结构”与“物质的性质与变化”两方面是什么关系？

2、物质的组成与结构如何决定性质？分别举例说明。

第1页

1 1、进一步认识原子核外电子的分层排布

2、知道原子核外电子的能层分布及其能量关系

3、知道原子核外电子的能级分布及其能量关系

4、能用符号表示原子核外的不同能级，初步知道量子数的涵义

5、识记常见元素（1～36号）

与

技能

复习和沿伸、类比和归纳、能层类比楼层，能级类比楼梯。

充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程

第一节

原子结构

一、开天辟地—原子的诞生

1、

氢元素宇宙中最丰富的元素 2、宇宙年龄距近约140亿年，地球年龄已有46亿年。

二、能层与能级

手段、师生活动

［讨论归纳］

原性论与炼丹

物质的组成与结决定

物质的性质与变

元素组成与原子结决定

决定

决定

元素性质

分子性质

晶体性质

第一章

第二章

第三章

分子组成与分子结构

晶体结构

［识图］读第一章章图

[讲]

人类对原子的认识史——不同时期的原子结构模型

1、公元前400多年前，希腊哲学家德谟克利特等人的观点：物质由原子构成，且原子是不可分的微粒；原子的结合和分离是万物变化的根本。

2、19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子说；物质由原子组成，且原子为实心球体，不能用物理方法分割；同种分子的质量和性质相同

3、1897年，英国科学家汤姆生发现了电子，提出原子结构的“葡萄干布丁”模型：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，电子镶嵌其中并中和正电荷，使原子呈电中性，原子是可以再分的

4、卢瑟福原子模型：原子由原子核和核外电子组成。原子核带正电荷，位于原子的中心并几乎集中了原子的全部质量，电子带负电荷，在原子核周围空间作高速运动。

5、波尔原子模型：电子在原子核外一定轨道上绕核作高速运动

6、原子结构的量子力学模型（电子云模型）：现代原子结构学说：现代科学家用量子力学的方法描述核外电子运动，即运用电子云模型描述核外电子的运动。

[问]宇宙什么是时候诞生的？我们的地球从那里来？

[板书]第一节

原子结构 一、开天辟地—原子的诞生

[投影]宇宙大爆炸图片：

[讲]1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论：整个宇宙最初聚集在

第2页

一个“原始原子”中，后来发生了大爆炸，碎片向四面八方散开，形成了我们的宇宙。大爆炸后两小时，诞生了大量的H、少量的He及极少量的Li，然后经过长或短的发展过程，以上元素发生原子核的熔合反应，分期分批的合成了其它元素。

[问]有谁知道宇宙中最丰富的元素是那一种？宇宙年龄有多大？地球年龄有多大？

[讲]阅读课本后回答：氢元素宇宙中最丰富的元素占88.6%（氦1／8），另外还有90多种元素，宇宙年龄距近约140亿年，地球年龄已有46亿年。

[强调]至今，所有恒星仍在合成元素，而且这些元素都是已知的，地球上的元素仅22种。

[板书]1、

氢元素宇宙中最丰富的元素 2、宇宙年龄距近约140亿年，地球年龄已有46亿年。

[阅读]科学史话，说明思维性推测与科学假设的关系。

[复习] 必修中学习的原子核外电子排布规律：

［投影］

核外电子排布的排布规律

(1)核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)。

(2)原子核外各电子层最多容纳2n个电子。

(3)原于最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个电子)。(4)次外层电子数目不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个)，倒数第三层电子数目不能超过32个。 说明：以上规律是互相联系的，不能孤立地理解。例如；当M层是最外层时，最多可排8个电子；当M层不是最外层时，最多可排18个电子

[思考]这些规律是如何归纳出来的呢？

2［板书］二、能层与能级

［讲］由必修的知识，我们已经知道多电子原子的核外电子的能量是不同的，由内而外可以分为： ［投影］ 第一、二、三、

四、五、六、七……能层

符号表示 K、 L、 M、 N、 O、 P、

Q……

能量由低到高

［讲］例如：钠原子有11个电子，分布在三个不同的能层上，第一层2个电子，第二层8个电子，第三层1个电子。由于原子中的电子是处在原子核的引力场中，电子总是尽可能先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。理论研究证明，原子核外每一层所能容纳的最多电子数如下：

［投影］

第3页

能

层 一 二 三 四 五 六 七……

符

号 K L M N O P Q……

最多电子数 2 8 18 32 50……

即每层所容纳的最多电子数是：2n(n：能层的序数) ［讲］但是同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级(S、P、d、f)，就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。各能层上的能级是不一样的。

［投影］能级的符号和所能容纳的最多电子数如下：

能 层 K L M N O ……

能 级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f ……

最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 ……

各能层电子数2

8

18

32 50 ……

[讲]在多电子的原子中，同一能层的电子，能量也可以不同。不同能量的电子分成不同的能级。每个能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf……。

任一能层的能级总是先从s 能级开始，且该能层的能级数等于该能层序数。如第一层只有一个能级(1s)，第二层有两个能级(2s和2p)，即能级数=能层序数。s、p、d、f……可容纳的电子数依次是1、3、5、7……的两倍

［学与问］英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数是否相同？

［归纳］s能级：最多容纳2个电子；p能级：最多容纳6个电子；

d能级：最多容纳10个电子；f能级：最多容纳14个电子；

相同

［思考与交流］第五能层中所能容纳的最多电子数是多少？说出你推导的两种方法

第一，依据每一个能层最多可容纳的电子数为2n2个，当n=5， 2n2=50 第二、第五能层中有5个能级—5s、5p、5d、5f、5g，最多电子数分别是2、6、10、14、18，所能容纳的最多电子数为50 ［小结］对多电子原子的核外电子，按能量的差异将其分成不同的能层(n)；各能层最多容纳的电子数为2n。对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的能级(l)；能级类型的种类数与能层数相对应；同一能层里，能级的能量按s、p、d、f的顺序升高，即E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)。

各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数见下表：

能 层(n) 符 一

K 二

L 三

M 四

N 五

O 六

七

22P Q

第4页

号

能 级(l) 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s …

2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 …

……

……

最 2 多 电

子

数

2 8 18 32 ……

2n

2［随堂练习］

1、现代大爆炸理论认为：天然元素源于氢氦等发生的原子核的融合反应。这于一百多年前，普鲁特运用思辨性推测作出“氢是所有元素之母”的预言，恰好“一致”。下列说法正确的是 ( ) A科学研究中若能以思辨性推测为核心，就能加快科学的进程

B普鲁特“既然氢最轻，它就是其他一切元素之母”的推理是符合逻辑的

C“一致”是巧合，普鲁特的预言没有科学事实和理论支撑，只是一种猜测D“现代大爆炸理论”是解释宇宙诞生的唯一正确的理论 2．支撑“宇宙大爆炸”理论的重要事实之一是 （ ）

A．宇宙原子总数的88.6％是氢 B．地球上的元素绝大多数是金属

C．普鲁特“氢是元素之母”的预言 D．宇宙中存在少量稀有气体分子 3、以下能级符号正确的是 （ ）

A 6s B 2d C 3f D 7p

教学回顾：

内容较有难度，较枯燥，故采用探究法。教师引导，师生共同研究，由浅入深，步步引入。利于培养学生的逻辑思维能力。

第5页

教

案

课题：第一节

原子结构（2）

授课班级

课

时

知识

教

学

目

的

过程

与

方法

情感

态度

价值观

充分认识原子构造原理，培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。

复习和沿伸、动画构造原理认识核外电子排布，亲自动手书写，体会原理

1、了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布

2、能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布

3、知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理

4、知道原子的基态和激发态的涵义

5、初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱，了解其简单应用

与

技能

重

点

电子排布式、能量最低原理、基态、激发态、光谱

难

点

电子排布式

三、构造原理

1．构造原理：绝大多数基态原子核外电子的排布的能级顺序都遵循下列顺序：1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s……

知

识

结

构

与

板

书

设

计

2、能级交错现象(从第3电子层开始)：是指电子层数较大的某些轨道的能量反低于电子层数较小的某些轨道能量的现象。

电子先填最外层的ns，后填次外层的（n-1）d，甚至填入倒数第三层的（n-2）f的规律叫做“能级交错”

3．能量最低原理：原子核外电子遵循构造原理排布时，原子的能量处于最低状态。即在基态原子里，电子优先排布在能量最低的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。

4、对于同一电子亚层(能级)(等价轨道),当电子排布为全充满、半充满或全空时,原子是比较稳定的。

5、基态原子核外电子排布可简化为：［稀有气体元素符号］+外围电子(价电子、最外层电子) 四、基态与激发态、光谱

1、基态—处于最低能量的原子。

第6页

激发态—当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。

基态与激发态的关系：

2、不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱

3、光谱分析—利用原子光谱线上的特征谱线来鉴定元素。

教学过程

教学步骤、内容

[课前练习]理论研究证明，在多电子原子中，电子的排布分成不同的能层，同一能层的电子，还可以分成不同的能级。能层和能级的符号及所能容纳的最多电子数如下：

［投影］

教学方法、手段、师生活动

各能层、能级中最多电子数：能层KLMN4f7能级符号1s2s2p3s3p3d4s4p4d能量：ns

［板书］三、构造原理

［投影］图1-2构造原理：

第7页

［讲］在多电子原子中，电子在能级上的排布顺序：电子最先排布在能量低的能级上，然后依次排布在能量较高的能级上。电子的排布遵循构造原理

［板书］1．构造原理：绝大多数基态原子核外电子的排布的能级顺序都遵循下列顺序：1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s……

［讲］构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。从中可以看出，不同能层的能级有交错现象，如E(3d)＞E(4s)、E(4d)＞E(5s)、E(5d)＞E(6s)、E(6d)＞E(7s)、E(4f)＞E(5p)、E(4f)＞E(6s)等。

［板书］2、能级交错现象(从第3电子层开始)：是指电子层数较大的某些轨道的能量反低于电子层数较小的某些轨道能量的现象。

电子先填最外层的ns，后填次外层的（n-1）d，甚至填入倒数第三层的（n-2）f的规律叫做“能级交错”

［知识拓展］1、主量子数和角量子数之和越大，能量越高

2、主量子数和角量子数之和相等时，主量子数越大，能量越高

例如，4s轨道主量子数和角量子数之和为4，3d轨道主量子数和角量子数之和为5，于是4s轨道的能量低于3d轨道的能量；而3d轨道和4p轨道主量子数和角量子数之和均为5，但4p轨道的主量子数更大，于是4p轨道的能量高于3d轨道的能量

［讲］自然界一个普遍的规律是“能量越低越稳定”。原子中的电子也是如此。在不违反保里原理的条件下，电子优先占据能量较低的原子轨道，使整个原子体系能量处于最低，这样的状态是原子的基态。

［板书］3．能量最低原理：原子核外电子遵循构造原理排布

第8页

时，原子的能量处于最低状态。即在基态原子里，电子优先排布在能量最低的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。

［讲］一切自然变化进行的方向都是使能量降低，因为能量较低的状态比较稳定，此谓能量最低原理。人是自然界的一员，我想也应该适用于此原理。所以人才会通过各种方式发泄和排解自己的各种能量。这其中包括喜怒哀乐等情绪以运动。不过释放能量的方式还是要注意的，如小孩本身不能存储过多的情绪，想哭就哭、想笑就笑，没有太大的冲击；而成人能够容纳很多的能量，所以感情更深沉丰富。但也有弊端，如果这些能量不能合理的排解，一旦冲垮理智的大坝，江河泛滥，后果不堪设想。我想在我们提升自身修养与胸怀的同时，一定要时刻注意心理能量的警戒线，及时合理宣泄自身的情绪。有容乃大，无欲则刚。

[投影]部分原子的电子排布式，空着的自己填上：

原子

序数

元素

名称

元素

电子排布

符号

K

L

M

N

O 1s1

1s2

1s2

2s1

1s2

2s22p1

1s2

2s22p6

1s2

2s22p6

3s2

1 2 3 4 5 ……

10 11 12 13 …

氢

氦

锂

铍

硼

氖

钠

镁

铝

H He Li Be B

Ne Na Mg Al

[思考与交流]查元素周期表中铜、金、银外围电子排布，它们是否符合构造原理，你从中总结出什么规律？

Cu：[Ar]3d4s Ag[Kr] 4d5s Au[Xe] 5d6s，如Cu根据构造原理先排4s再排3d，实际上采取了3d全充满，4s半充满的状态。

101101101[板书] 4、对于同一电子亚层(能级)(等价轨道),当电子排布为全充满、半充满或全空时,原子是比较稳定的。

第9页

［投影］相对稳定的状态有：全充满：p6,d10,f14。全空：p0,d0,f0。半充满：d5,f7。

[思考与交流]元素周期表中钠的电子排布写成[Ne]3s1，[]是什么意义？模仿写出8号、14号、26元素简化的电子排布式？

[]稀有气体结构，O：[He]

2s22p4

Si：[Ne] 3s23p2

Fe：[Ar] 3d64s2。

［讲］上式方括号里的符号的意义是：该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构

［板书］5、基态原子核外电子排布可简化为：

［稀有气体元素符号］+外围电子(价电子、最外层电子) ［讲］即将基态电子的原子排布式中与稀有气体相同的部分用该稀有气体的元素符号表示。

［投影小结］构造原理中排布顺序的实质------各能级的能量高低顺序

1)相同能层的不同能级的能量高低顺序

：

ns

ns < (n-2)f

< (n-1)d < np (n为能层序数)

[随堂练习]写出17Cl（氯）、21Sc(钪)、35Br（溴）的电子排布

氯：1s2s2p3s3p

钪：1s2s2p3s3p3d4s

溴：1s2s2p3s3p3d4s4p

［知识拓展］原子最外层、次外层及倒数第三层最多容纳电子数的解释：

1、依据：构造原理中的排布顺序，其实质是各能级的能量高低顺序可由公式得出：ns < (n-2)f

< (n-1)d < np

2、解释：(1) 最外层由ns,np组成，电子数不大于2+6=8 (2) 次外层由(n-1)s(n-1)p(n-1)d组成，所容纳的电子数不大于2+6+10=18 (3) 倒数第三层由(n-2)s(n-2)p(n-2)d(n-2)f组成，电子数不大于2+6+10+14=32 [过渡]通过上节课学习我们知道，电子排布都遵循能量最低原理，我们学习第四部分。

226261025226261222625[板书]四、基态与激发态、光谱

[讨论]节日五颜六色的焰火是否是化学变化？若不是化学变化，与电子存在什么关系？（参阅课本）。

第10页

[讲] 节日焰火与核外电子发生跃迁有关

[板书]1、基态—处于最低能量的原子。

激发态—当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。

基态与激发态的关系：

[讲]

各种焰色反应是由对应的各种元素决定的。钙、锶、钡以及碱金属的挥发性化合物在高温火焰中，接受了能量，使原子外层的电子从基态激发到了高态，该电子处于激发态；处于激发态的电子是十分不稳定的，在极短的时间内（约10－８s）便跃迁到基态或较低的能级上，并在跃迁过程中将能量以一定波长的光能形式释放出来。由于各种元素的能级是被限定的，因此在向基态跃迁时释放的能量也就不同。碱金属及碱土金属的能级差正好对应于可见光范围，于是我们就看到了各种色彩。

[投影]图1-4 激光的产生与电子跃迁有关

[问]同学们都听说过“光谱”一词，什么是光谱呢？

[板书]2、不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱

[讲]资料：1868年8月18日，法国天文学家詹森赴印度观察日全食，利用分光镜观察日珥，从黑色月盘背面如出的红色火焰，看见有彩色的彩条，是太阳喷射出来的帜热其他的光谱。他发现一条黄色谱线，接近钠光谱总的D1和D2线。日蚀后，他同样在太阳光谱中观察到这条黄线，称为D3线。1868年10月20日，英国天文学家洛克耶也发现了这样的一条黄线。

第11页

经过进一步研究，认识到是一条不属于任何已知元素的新线，是因一种新的元素产生的，把这个新元素命名为

helium，来自希腊文helios（太阳），元素符号定为He。这是第一个在地球以外，在宇宙中发现的元素。为了纪念这件事，当时铸造一块金质纪念牌，一面雕刻着驾着四匹马战车的传说中的太阳神阿波罗（Apollo）像，另一面雕刻着詹森和洛克耶的头像，下面写着：1868年8月18日太阳突出物分析。

[投影]发射光谱与吸收光谱

特征:暗背景, 亮线, 线状不连续锂、氦、汞的发射光谱特征:亮背景,暗线,线状不连续

锂、氦、汞的吸收光谱

［讲］原子光谱可分为发射光谱和吸收光谱

［板书］3、原子光谱的分类：

(1)物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱

(2)吸收光谱

［讲］发射光谱：处于高能级的原子或分子在向较低能级跃迁时产生辐射，将多余的能量发射出去形成的光谱。大量处于激发态的原子会发出各不相同的谱线组成了氢原子光谱的全部谱线，由于产生的情况不同，发射光谱又可分为连续光谱和明线光谱

［讲］处于基态和低激发态的原子或分子吸收具有连续分布的某些波长的光而跃迁到各激发态，形成了按波长排列的暗线或暗带组成的光谱。

［讲］光谱分为连续光谱和线状光谱，氢原子光谱为线状光谱。线状光谱－－具有特定波长、彼此分离的谱线所组成的光谱(上图)。连续光谱－－由各种波长的光所组成，且相近的波长差别极小而不能分辨所得的光谱.如阳光形成的光谱

［投影］

第12页

［投影］

［讲］各种焰色反应是由对应的各种元素决定的。钙、锶、钡以及碱金属的挥发性化合物在高温火焰中，接受了能量，使原子外层的电子从基态激发到了高态，该电子处于激发态；处于激发态的电子是十分不稳定的，在极短的时间内（约10－８s）便跃迁到基态或较低的能级上，并在跃迁过程中将能量以一定波长的光能形式释放出来。由于各种元素的能级是被限定的，因此在向基态跃迁时释放的能量也就不同。碱金属及碱土金属的能级差正好对应于可见光范围，于是我们就看到了各种色彩。 ［投影］

第13页

氢发射光谱氢吸收光谱钠吸收光谱锂发射光谱锂吸收光谱

[板书]3、光谱分析—利用原子光谱线上的特征谱线来鉴定元素。

［讲］各元素的光谱是不同的，就像是元素的“指纹”，可以用来鉴别元素。甚至可以根据光谱发现新的元素。

［讲］通过原子光谱发现许多元素：如：铯（1860年）和铷（1861年），其光谱中有特征的篮光和红光。又如：1868年科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦。化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存在与含量等

[阅读]科学史话—玻尔与光谱。体会“类比”是一种科学思维方法；体会理论对实验的指导意义。

[随堂练习] 1、同一原子的基态和激发态相比较 （ ） A、基态时的能量比激发态时高

B、基态时比较稳定

第14页

C、基态时的能量比激发态时低 D、激发态时比较稳定

2、生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁有关的是（ ） A、钢铁长期使用后生锈 B、节日里燃放的焰火

C、金属导线可以导电 D、夜空中的激光

3、当碳原子的核外电子排布由1s2s2p转变为1s2s2p时，下列说法正确的是

A．碳原子由基态变为激发态 B．碳原子由激发态变为基态

C．碳原子要从外界环境中吸收能量 D．碳原子要向外界环境释放能量

4、请根据构造原理，写出下列基态原子的电子排布式

（1）N （2）Ne （3）Br （4）Ca 5、若某基态原子的外围电子排布为4d5s，则下列说法正确的是

A．该元素基态原子中共有3个电子 B．该元素原子核外有5个电子层

C．该元素原子最外层共有3个电子 D．该元素原子M能层共有8个电子

6、某元素的激发态原子的电子排布式为1s2s2p3s3p4s，则该元素基态原子的电子排布式为 ；元素符号为 。

7、根据构造原理写出11、16、36号元素的基态的电子排布

22623112222213教学回顾：

本节课的设计，为了避免枯燥，采用了探究性学习方法，由浅入深，步步引入，在旧知识的基础上发现新的问题，在师生的共同努力下分析问题、大胆猜测，到最终将问题解决。问题解决后，引出了新的知识，教师适时对新知识进行分析和讲解。随后，经过思考与交流，学生对于新知识的认识更进一步，由感性认识上升到理性认识。希望通过本课时，让学生认识并掌握构造原理，能运用构造原理写出原子的电子排布式；熟悉探究性学习的方法；与旧知识比较，感受到知识不断的扩展与深入；经过思考交流，全面认识构造原理，培养学生科学的学习观。

第15页

教

案

课题：第一节

原子结构（3）

知识

教

学

目

的

与

技能

过程

与

方法

情感

态度

价值观

充分认识原子电子排布遵循的原则，培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。

复习和沿伸、进一步认识核外电子排布，亲自动手书写，体会原理

授课班级

课

时

1、了解原子核外电子的运动规律，了解电子云的概念

2、了解原子轨道图及每个能级中的轨道分布情况和最大容纳电子数

3、掌握泡利原理、洪特规则

重

点

泡利原理、洪特规则

难

点

泡利原理、洪特规则

五、电子云和原子轨道：

知

识

结

构

与

板

书

设

计

1、电子云

(1)电子运动的特点：①质量极小 ②运动空间极小 ③极高速运动。

2、原子轨道

s电子轨道都是球形；P原子轨道是纺锤形分别以px、py、pz为符号。D原子轨道是花瓣形的。

3、泡利原理：一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋方向相反，这个原理成为泡利原理。

4、洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则是洪特规则。

5、洪特规则的特例：对于同一个能级，当电子排布为全充满、半充满或全空时，是比较稳定的。

教学过程

教学步骤、内容

教学方法、手段、师生活动

[设问]原子核外电子是如何运动的呢？

[讲]20世纪处，丹麦科学家玻尔把原子类比为太阳系，提出了原子的行星模型。认为核外电子象行星绕太阳那样绕原子核运动。1916年玻尔因此获得诺贝尔物理奖。然而，在后来的十年间，玻尔建立的行星模型被量子理

第16页

论学彻底否定了。

［引入］电子在核外空间运动，能否用宏观的牛顿运动定律来描述呢？

［板书］五、电子云和原子轨道：

1、电子云

(1)电子运动的特点：①质量极小 ②运动空间极小 ③极高速运动。

［讲］因此，电子运动不能用牛顿运动定律来描述，只能用统计的观点来描述。我们不可能像描述宏观运动物体那样，确定一定状态的核外电子在某个时刻处于原子核外空间如何，而只能确定它在原子核外各处出现的概率。

[投影]

多媒体，体会概率图

[讲]概率分布图看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。常把电子出现的概率约为90%的空间圈出来，人们把这种电子云轮廓图成为原子轨道。

［板书］2、原子轨道

［讲］s电子的原子轨道都是球形的(原子核位于球心)，能层序数越大，原子轨道的半径越大。这是由于1s，2s，3s……电子的能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展。这是不难理解的，打个比喻，神州五号必须依靠推动(提供能量)才能克服地球引力上天，2s电子比1s电子能量高，克服原子核的吸引在离核更远的空间出现的概率就比1s大，因而2s电子云必然比1s电子云更扩散。

［投影］

［讲］p的原子轨道是纺锤形的，每个P能级有3个轨道，它们互相垂直，分别以Px、Py、Pz为符号。P原子轨道的平均半径也随能层序数增大而增大。

［投影］

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［投影］

3d原子轨道

4f原子轨道

[板书] s电子轨道都是球形；P原子轨道是纺锤形分别以px、py、pz为符号。D原子轨道是花瓣形的。

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［讲］量子力学告诉我们：ns能级各有一个轨道，np能级各有3个轨道，nd能级各有5个轨道，nf能级各有7个轨道.而每个轨道里最多能容纳2个电子，通常称为电子对，用方向相反的箭头“↑↓”来表示。用□或○代表一个原子轨道，可用箭头表示一个电子，这样的式子称为轨道表示式或电子排布图。

［板书］3、泡利原理：一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋方向相反，这个原理成为泡利原理。

[思考]

推理各电子层的轨道数和容纳的电子数。

［讲］对于基态原子来说(洪特规则的使用前提)，在能量相等的轨道上，自旋平行的电子数目最多时，原子的能量最低。所以在能量相等的轨道上，电子尽可能自旋平行地多占不同的轨道。例如碳原子核外有6个电子，按能量最低原理和保里不相容原理，首先有2个电子排布到第一层的1s轨道中，另外2个电子填入第二层的2s轨道中，剩余2个电子排布在2个p轨道上，具有相同的自旋方向，而不是两个电子集中在一个p轨道，自旋方向相反。

［板书］4、洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则是洪特规则。

[科学探究]下列表示的是第二周期中一些原子的核外电子排布，请说出每种符号的意义及从中获得的一些信息。

由图总结：1、每个原子轨道里最多只能容纳几个电子？

2、当电子排面在同一能级时，有什么规律？

［小结］每个原子轨道里最多容纳2个电子。当电子排布在同一能级时，总是优先单独占据不同的轨道而且自旋方向相同

[思考与交流]写出24号、29号元素的电子排布式，价电子排布轨道式，阅读周期表，比较有什么不同，为什么？从元素周期表中查出铜、银、金的外围电子层排布。它们是否符合构造原理? ［投影］

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【知识拓展】从元素周期表中查出铜、银、金的外围电子层排布。它们是否符合构造原理？元素Cu电子层排布Ag4d105s14d95s2Au5d106s15d96s2元素周期表构造原理3d104s13d94s2结论有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有一个电子的偏差，如Cu、Ag、Au等。

［板书］5、洪特规则的特例：对于同一个能级，当电子排布为全充满、半充满或全空时，是比较稳定的。

［小结］核外电子排布遵循泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则．能量最低原理就是在不违背泡利不相容原理的前提下，核外电子总是尽先占有能量最低的轨道，只有当能量最低的轨道占满后，电子才依次进入能量较高的轨道，也就是尽可能使体系能量最低．洪特规则是在等价轨道(相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同．后来量子力学证明，电子这样排布可使能量最低，所以洪特规则可以包括在能量最低原理中，作为能量最低原理的一个补充．

［随堂练习］

1．基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布的方式正确的是（

）

A

B

C

D 2、已知锰的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的基态锰原子核外电子的轨道表示式（即电子排布图），其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是（

）

A

B

C

D

分析

由构造原理可知E(4s)＜E(3d)，而选项A、B中

E(3d)＜E(4s)。

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洪特规则指出：“电子排布在同一能级的不同轨道时优单独占据一个轨道，且自旋方向相同”而选项A中未单独占据一个轨道，选项C 中虽然单独占据一个轨道但自旋方向不相同。根据泡利原理：“1个原子轨道里最多可容纳2个自旋方向相反的电子”而选项B中的s轨道的自旋方向相同。

答案

D

教学回顾：

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