原子核外电子的排布第一课时

《原子核外电子的排布》(第一课时)高中化学(选修三《物质结构与性质》)撰稿教师：陈敏琛授课教师：陈敏琛授课班级：高二(5)班教学设计【教学目标】1．课程标准：能用电子排布式和轨道表示式表示1-3号6元素原子核外电子排布2．知识与能力：了解原子核外电子排布遵循的原则；能用电子排布式和轨道表示式表示1-3号6元素原子核外电子排布；3．过程与方法：在学习中发现问题，学会应用所学的原理解决问题；4．情感态度价值观：进一步体验化学家研究和认识物质的科学方法，如“科学实验”、“科学推理”等。【教学重难点】重点：用电子排布式和轨道表示式表示1-3号6元素原子核外电子排布难点：应用原子核外电子排布遵循的原则书写电子排布式和轨道表示式的特例【教研课题】问题探究式教学的实施【教学方法】学习原理——实践应用——发现问题——学习特例【教具】教材、课件【教学过程】1导入新课：教师提出第一个问题：根据上节课所学，你能解释为什么氮原子的原子结构示意图是《7；25?教师提出第二个问题:钙原子的原子结构示意图中次外层为什么不是个电子，若是9个电子不是也不违背次外层电子数最多不超过个电子的规律吗？设计意图：首先通过回顾上节课学过的内容，了解学生掌握的情况，看看学生能否应用学过的知识来解决问题。要求学生能够回答出：层只有轨道，每个轨道只能排满个，层上有和轨道，轨道排满个，轨道排个。学生通过分析，要知道原子结构示意图的得来，这样就将新旧知识联系起来了。并且提出疑问：轨道上的个电子该怎样排布，只靠上节课的知识无法解决。在此基础上，教师提出的第二个问题，目的也在于引导学生质疑。由此引出这节课在上一节课的基础上要再深入的学习——原子核外电子的排布。2．讲授新课教师讲授：科学家经过研究发现，原子核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则三大原理。设计意图：让学生知道是什么。可以直接引导学生看书，重点在于理解每个原理的含义，特别是新的内容。如能量最低原理与原来学过的一致，不同的是原子核外电子的能级分布有交错现象，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。能量高低顺序是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子电子排布图（即轨道表示式）的主要依据之一。所以，要求学生识记1-36号元素能排到的轨道能量高低顺序：1S<2S<2P<3S<3P<4S<3d<4P。再如泡利不相容原理重点强调它讲什么：每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋方向不同的2个电子。在讲授洪特规则：在能量相同轨道上的电子，将尽先分占不同轨道且自旋方向相同。最好举一个例子，如氮原子，这时候问学生轨道上的个电子要怎么排布啊？它就是要遵循洪特规则，分占3个2P轨道且自旋方向相同。这样刚好解决了新课开始留下的疑问。接下来，学生活动1阅读课本第页”交流与讨论”试分析碳原子和钠原子的核外电子排布所遵循的原则,并注意轨道表示式和电子排布式的书写格式。设计意图：让学生学会在原子核外电子排布中是如何应用原理的。请两位学生分析碳原子和钠原子的核外电子排布所遵循的原则。接着，再请学生回答轨道表示式和电子排布式的书写各有什么优点。然后教师强调书写的注意事项。紧接着，学生活动2：几种原子的轨道表示式和电子排布式原子轨道排布式电子排布式氟（）氮（）氧（）镁（）磷（）设计意图：通过练习，学生掌握三大原理的应用及轨道表示式和电子排布式的书写。学生活动：请你写出、、的电子排布式：设计意图：一方面，加强第四周期的原子的电子排布式的书写，并且在此处回答了钙原子核外电子如何排布的问题，解决了新课开始的疑问。另一方面，第35号溴原子出现了电子该先排d还是轨道上的问题，教师强调在电子排布式书写中要注意什么的问题。学生发现问题钾原子的最外层一个电子处于轨道而不是d轨道；钙原子的最外层两个电子处于轨道而不是d轨道。学生解决问题1这:些都是三大原理中能量最低原理的应用。接着，请你写出的电子排布式：设计意图：学生发现问题：原子的核外电子排布是而不是解决问题2:洪特规则的特例全充满（p6，d10，f14）相对稳定的状态体系能量较低半充满（p3,d5,f7）全空时（p0，do，fo）然后，请你写出的电子排布式：—设计意图：洪特规则的特例的应用。教师小结：多电子原子的原子轨道的能量高低顺序，是概括了大量实验事实后总结出的一般规律，适用于绝大多数原子的核外电子排布。然而，第5、6、7周期的某些元素的原子核外电子排布的实验测定结果并不符合图2-所6示的原子核外电子排布的轨道能量顺序。因此，原子的核外电子排布，要以实验测定的结果为准。3．巩固新课最后，学生思考下列两道题：1．某同学在总结“能量最低原理、泡利原理、洪特规则”后得出了：“在同一原子里，没有运动状态完全相同的电子存在”的结论。你认为此结论是否正确，请说明理由。2轨道上有两个未成对电子的原子有个，写出它们的电子排布式：设计意图：第一题主要是加深对泡利原理的理解：原子核外有几个电子，就有几种不同的运动状态。第二题主要加深对轨道排布的认识。通过以上的教学设计，预计学生基本上能达到了解原子核外电子排布遵循的原则；能用电子排布式和轨道表示式表示1-3号6元素原子核外电子排布的教学目标。课堂实录探索原子核外电子的排布的45分钟授课教师：陈敏琛背景《原子核外电子的排布》（第一课时）选自是高中化学选修三（苏教版）教材第二专题第二单元。本节是在学生已有原子结构知识的基础上，进一步深入的研究原子的结构，图文并茂地描述了电子云和原子轨道，简洁形象地介绍了原子核外电子的运动状态，在此基础上，介绍原子核外电子的排布。总之，本节按照课程标准要求比较系统而深入地介绍了原子核外电子的排布，为后续学习奠定基础。尽管本节课内容比较抽象，是学习的难点，但教科书从内容和形式上都比较注意激发和保持学生的学习兴趣，重视培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。、创设问题，导入新课师：演绎课件幻灯片1厂、、.\根据上节课所学，你能解释为什么氮原子的原子结构示意图是<+77}5?生：层只有一个轨道，只能排满个电子，层上有和轨道，轨道排满个，轨道排个。师：很好。由此，我们可以看到，过去用的原子结构示意图来表示原子核外电子的排布这种方法，其实与原子轨道上电子的排布有关，也就是，用原子轨道上电子的排布情况能更好地说明原子的核外电子排布。生：有所体悟。感觉到过去所学的知识原来现在可以解释了。师：钙原子的原子结构示意图中次外层为什么不是9个电子，若是9个电子不是也不违背次外层电子数最多不超过18个电子的规律吗?生：一脸茫然。师：是，规律有问题呢?还是我们对规律还没完全理解透?生：还是学的不够深入。师：对，对于原子核外电子的排布目前为止，我们还有一些问题没能解决。例如氮原子的轨道排个电子是怎样排到能量相同的个轨道上去的，我们还不清楚。所以，我们今天站在原子轨道上电子的排布角度来深入学习原子核外电子的排布。师：板书：原子核外电子的排布二、学习新知，实践应用师：科学家经过研究发现，原子核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则三大原理。师：演绎课件幻灯片2师：请同学们看课本第13页“信息提示”。我们一起把它大声读出来。生：大声朗读。师：你对“能量最低原理”理解吗?生：理解，跟过去学的一样。先排满K层，再排L层，L层排满后排M层…师：对，它告诉我们原子轨道能量高低不同，电子要先占有能量最低的轨道。同学们能不能结合右边的能级分布图，来说说原子轨道能量高低的顺序。生：看图，一起回答到1S<2S<2P<3S<3P<4S<3d<4P…师：发现什么问题了没有?生：E(3d)>E(4s)、E(4d)>E(5s),而不是电子层数越大能量越高。师：对了。这是科学实验中得出的规律。对我们同学们来说，要求记住1到36号元素原子能排到的轨道的能量高低顺序：师：板书：1S<2S<2P<3S<3P<4S<3d<4P生：好记。只有一个反常，就是4S<3d师：泡利不相容原理讲到：每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋方向不同的2个电子。所以,同样在一个轨道上,电子的运动状态一样吗?生：不一样,因为自旋方向不同。师：洪特规则：在能量相同轨道上的电子,将尽先分占不同轨道且自旋方向相同。好举一个例子，如氮原子，请同学们说说看轨道上的个电子要怎么排布啊？生：个电子分占3个2P轨道上且自旋方向相同。师：那么,现在,请一位同学来说说,氮原子的核外电子的排布是怎样的？生：氮原子有个电子，层只能排满个电子且自旋方向不同，层上轨道排满个且自旋方向不同，轨道各排个且自旋方向相同。师：很好。请同学们阅读课本第页”交流与讨论”试分析碳原子和钠原子的核外电子排布所遵循的原则,并注意轨道表示式和电子排布式的书写格式。生：碳原子有个电子，根据能量最低原理，先排满层，层排满个电子，根据泡利不相容原理，层个电子自旋方向不同，然后层上轨道排满个且自旋方向不同，根据洪特规则轨道各排个且自旋方向相同。师：很好了。那么该怎样把他们的排布情况表示出来呢？我们可以用轨道表示式和电子排布式两种不同的方法来表示原子核外电子的排布。师：板书：轨道表示式和电子排布式师：请同学们说说看，轨道表示式和电子排布式各有什么优点。生1：电子排布式更简单些。生2：轨道表示式写起来麻烦。师：那哪一个更能表示电子排布的情况？生：轨道表示式师：1．电子排布式的书写格式：①元素符号；②轨道符号；③轨道顺序按电子层由里到外和s、p、d、f的顺序；④电子个数（右上角）如师：板书：Na：1s22s22p63s12．轨道表示式的书写格式①元素符号；②轨道框（一个轨道一个框，能量相同的轨道连在一起）；③电子自旋状态（用“T”、”「'表示）；④轨道符号（轨道框下面）如师：板书：Na⑪OSI用"“工Is2s2p3s师：下面请同学们完成课本第页的表一几种原子的轨道表示式和电子排布式。生：动笔练习。师：巡视并指导个别学生，找出典型错误。师：将学生1的学案投影。讲评。错误较多的地方在，轨道表示式中轨道框下面的轨道符号漏写了。三、发现问题，解决问题师：接下来，请你写出、、的电子排布式：生：动笔练习。师：巡视并指导个别学生，找出典型错误。师：将学生2的学案投影。讲评：钾原子的最外层一个电子处于轨道而不是d轨道;钙原子的最外层两个电子处于轨道而不是d轨道。师：通过电子排布式的书写，你知道钙原子的原子结构示意图中次外层为什么不是9个电子了吧。生：恍然大悟。师：第号溴原子电子该先排轨道上再排d轨道，但写的时候要写成：师：板书：Br：1s22s22p63s23p6d104s24p5生：疑问解决了，一脸欣喜。师：通过这3个原子电子排布式的书写，你发现了什么问题？生：钾原子的最外层一个电子处于轨道而不是d轨道；钙原子的最外层两个电子处于轨道而不是d轨道。师：为什么？生：这些都是三大原理中能量最低原理的应用。师：接着，请你写出的电子排布式。生：动笔练习。很快写完。师：将学生3的学案投影：1s22s22P63s23P6d44s2这样写对吗？跟书上的一样吗？生：阅读课本，发现书上学的是：1s22s22P63s23P6d54s1生：纷纷问道为什么？师：这是洪特规则的特例师：板书：全充满（p6，d10，f14）相对稳定的状态体系能量较低半充满（p3，d5，f7）全空时（p0，do，fo）生：恍然大悟。师：请你写出的电子排布式生：动笔练习。师：将学生4和学生5的学案分别投影，要学生判断正误。生：：1s22s22p63s23p6d104si师：请一位同学来说说看为什么？生：原子的d轨道上排10个电子时，4s轨道上排1个电子，d轨道处于全满状态，4s轨道处于半满状态，原子能量较低，较稳定。师：多电子原子的原子轨道的能量高低顺序，是概括了大量实验事实后总结出的一般规律，适用于绝大多数原子的核外电子排布。然而，第5、6、7周期的某些元素的原子核外电子排布的实验测定结果并不符合图2-所6示的原子核外电子排布的轨道能量顺序。因此，原子的核外电子排布，要以实验测定的结果为准。四、学以致用、巩固新课师：最后，学生思考下列两道题：师：演绎课件幻灯片81．某同学在总结“能量最低原理、泡利原理、洪特规则”后得出了：“在同一原子里，没有运动状态完全相同的电子存在”的结论。你认为此结论是否正确，请说明理由。生：相互讨论。师：谁想好了来说说看。生6：我认为是错误的，同一个原子轨道上的电子能量相同，是相同的电子。生7：我认为是结论是正确的。根据泡利原理我们知道，原子核外有几个电子，就有几种不同的运动状态。师：是的，这种说法是正确的，虽然同一个原子轨道上的电子能量相同，但电子自旋方向不同，那么它的运动状态也就不相同。师：演绎课件幻灯片92轨道上有两个未成对电子的原子有个，写出它们的电子排布式：生：议论纷纷。师：谁想好了来说说看。生8：我认为有两个答案，它们是C和O。因为轨道上有两个未成对电子就意味着可以是或是师：说的很好，若题目改成轨道上有三个未成对电子的原子有几个呢？生：一齐回答，只有氮原子。师：今天，我们学习了从原子轨道上电子的排布角度来深入学习原子核外电子的排布。同学们要学会1—36号元素的原子核外电子的排布式的书写。可以总结下，我们学过几种原子核外电子的排布的表达式。下节课我们再讨论。今天作业：师：演绎课件幻灯片10【课后作业】做在书上，、、做在作业纸上。教学反思处理好“预设”与“生成”的关系陈敏琛一、本课与课题研究的关系本节课要解决的“问题”是学生在了解原子核外电子排布遵循的原则基础上能用电子排布式和轨道表示式表示1-3号6元素原子核外电子排布。用问题探究式的教学来指导学生学习这节课的内容。问题层层深入，紧扣学生质疑之处，化难为易，最后对原子核外电子排布由感性认识上升到理性认识。二、本节课的“亮点”、“创新点”课堂教学成功实现了“教学设计”中的方案有：第一部分，创设问题，导入新课，很成功。抓住了学生的最近发展区，在“愤”“非”上既启发了学生的智慧，又引起学生学习新知的兴趣。新课的导入让学生明白前后知识、新旧知识是有联系的，在有楼梯可采的基础上学习新知。首先通过回顾上节课学过的内容，了解学生掌握的情况，看看学生能否应用学过的知识来解决问题。学生通过分析，要知道原子结构示意图的得来，这样就将新旧知识联系起来