《泡利原理、洪特规则、能量最低原理》教案

《泡利原理、洪特规则、能量最低原理》教案一、课标解读1．内容要求认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪特规则。知道1～36号元素基态原子核外电子的排布。2．学业要求能结合能量最低原理、泡利原理、洪特规则书写1～36号元素基态原子的核外电子排布式和轨道表示式，并说明含义。二、教材分析本节内容的功能价值是提高学生的宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知素养，以原子光谱学事实与依据，理解原子核外电子排布的规律和规则的提出背景，并以此为模型，学会利用轨道表示式表示基态原子核外电子的排布。本课时是人教版选择性必修2第一章第一节《原子结构》第4课时内容，是在学习了能层和能级及电子排布式、价电子排布式、电子云等等概念的基础上，更加深入、直观地走进物质的微观世界—原子轨道，并进一步探索核外电子运动的特点和规律。因此，本课时内容是核外电子排布规律的延续，虽内容仍然有些抽象，学生学起来有困难，但教科书在内容编排上注重了由易到难层层深入，形式上图文并茂帮助其理解，这样能够激发和保持学生的学习兴趣。同时。课标要求是“认识基态原子中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等”，起点高，落点低。三、学情分析学生具备接受能力较强、好奇心强、探究的意识强等特点，在该阶段学生对原子结构以及核外电子排布等已有一定的理解，为这节课的学习也奠定了一定的基础。但对核外电子的运动规律以及原子轨道非常陌生，因此本课时教学的重点是如何让学生利用已有的探究必备相关知识，如原子的组成，物质的远动是有规律的等，将泡利原理和洪特规则熟练地运用于原子轨道的理解中。四、素养目标【教学目标】1.通过对“电子自旋”概念的认识，理解基态原子中核外电子排布规律的泡利不相容原理；2.能利用轨道表示式书写1～36号元素基态原子的核外电子排布的轨道表示式，并通过书写逐步认识洪特规则及其特例；3.能结合能量最低原理理解基态原子核外电子排布的构造原理、洪特规则及其特例等其它具有特殊价电子排布的现象。【评价目标】1.通过对“电子自旋”“泡利原理”的学习，诊断并发展学生宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的能力；2.通过对1～36号元素基态原子的核外电子排布的轨道表示式的书写练习，诊断并发展学生利用已有模型解决问题的能力，以及在书写过程中发现问题的能力；3.通过对洪特规则特例等特殊电子排布的认识，诊断并发展学生基于事实辩证的理解科学原理的科学态度与素养。五、教学重点、难点理解并应用泡利原理、洪特规则、能量最低原理表示1～36号元素基态原子的核外电子排布的轨道表示式。六、教学方法1.教法：①问题导学：设置“同一轨道中的两个电子运动状态有什么差异呢？”引导学生对金属电子自旋、泡利原理的认识，“哪一种轨道表示式正确表达了基态碳原子核外电子的排布？”“哪一种轨道表示式正确表达了基态铬原子核外电子的排布？”等问题引起学生认知冲突并引导学生认识洪特规则及其特例。②学案激学：设计与与本节内容对应的学案，促进学生建立完整的知识体系。③习题测学：设计典型性、代表性和覆盖面的3道课堂练习题，与10道课后作业题目，帮助学生通过测试把握自己的知识掌握程度。④活动助学：设计系列让学生动手书写轨道表示式，在练习中熟悉常见元素基态原子的核外电子排布的轨道表示式，同时在练习中发现问题、解决问题。2.学法：①观察思考：提供有关能层、能级、各能级轨道类别及数目以及各能级所填入的最多电子数的表格、提供化学史料“电子自旋”相关实验室及理论发展；提出系列问题如“同一轨道中的两个电子运动状态有什么差异呢？”“哪一种轨道表示式正确表达了基态碳原子核外电子的排布？”“哪一种轨道表示式正确表达了基态铬原子核外电子的排布？”等问题逐步引发学生关于基态原子核外电子排布规律与规则的深入认识。②书写练习：由学生将1～36号元素基态原子的核外电子排布的轨道表示式亲自写出，在书写过程中发现问题，深化理解，解决问题。③交流讨论：学生通过交流讨论集思广益，判断特定轨道表示式的正误并能够分析其所违背的有关核外电子排布的哪些规律，并能够写出正确的轨道表示式。教学思路目标落实任务环节问题线活动线教学目标1任务一：了解电子自旋、泡利原理情境创设同一轨道中的两个电子状态有什么差异呢？借助教师的表格以及有关“电子自旋”理论化学史料展示，认识电子自旋、泡利原理。教学目标2任务三：正确表示原子核外电子排布符号表征如何表示基态原子核外电子在轨道中的排布呢？引出轨道表示式（电子排布图）的表达方式任务三：了解洪特规则发现问题1哪一种轨道表示式正确表达了基态碳原子核外电子的排布？学生书写Li、Be、B基态原子核外电子排布轨道表示式;写出第6号C元素时，发现问题，理解洪特规则教学目标4任务四：了解洪特规则特例发现问题2“哪一种轨道表示式正确表达了基态铬原子核外电子的排布？”“如何利用洪特规则特例书写基态铜原子的核外电子排布的轨道表示式”学生书写7-24号元素基态原子核外电子排布轨道表示式至第24号Cr元素时，发现问题，理解洪特规则特例，并应用该规则书写Cu的轨道表示式教学目标5任务五：理解能量最低原理理解深化原子整体能量由哪些因素决定？观看几种元素基态原子的价电子排布，发现问题（不符合构造原理、洪特规则特特例），基于事实规避思维误区，深入认识能量最低原理本节课先从前3节所学原子核外电子的运动状态的三个决定因素即能层、能级、原子轨道，引出第四个因素——“电子自旋”，并介绍泡利原理；在明确了决定核外电子运动状态的4个因素后，提出问题：“如何表示原子核外电子在轨道中的排布呢？”，介绍轨道表示式的书写方法。在此基础上，让学生书写3-24号元素基态原子核外电子排布的轨道表示式。在书写过程中逐步发现问题，并依次引出洪特规则及其特例。最后在介绍能量最低原理时，引导学生回顾所学核外电子排入不同能级顺序的构造原理，结合特例培养学生基于事实理解能力最低原理。八、教学过程环节教师活动学生活动课堂引入提问：同一轨道中的两个电子的状态有什么差异呢？阅读“资料卡片”思考并讨论泡利原理介绍“电子自旋”；引出“泡利原理”学生基于泡利原理和轨道表示式，书写Li、Be、B基态原子核外电子的轨道表示式。在书写至碳元素时，发现问题如何表示基态原子核外电子在轨道中的排布呢？介绍轨道表示式（电子排布图）洪特规则哪一种轨道表示式正确表达了基态碳原子核外电子的排布？引出“洪特规则”思考并讨论电子填入简并轨道时应遵循的规则洪特规则特例哪一种轨道表示式正确表达了基态铬原子核外电子的排布？引出“洪特规则特例”在书写至基态铬原子核外电子轨道排布式时，发现问题能量最低原理介绍能量最低原理，引导学生基于事实认识能量最低原理交流讨论课堂练习展示3道练习题通过题目对所学知识进行梳理巩固课堂小结引导回顾第一章第一节《原子结构》知识体系学生进行交流和自我构建知识体系板书设计九、课堂练习（典型性、代表性和覆盖面）1.在d轨道中电子排布成，而不排布成，其直接根据是（）A．能量最低原理B．泡利不相容原理C．原子轨道能级图D．洪特规则2.以下原子属于基态原子的是（）3．下列有关锂原子轨道表示式表示的状态中，能量最低的是()，能量最高的是（）4.下列电子排布式或轨道表示式正确的是()A．C的轨道表示式：B．Ca的电子排布式：1s22s22p63s23p63d2C．N的轨道表示式：D．Br－的电子排布式：[Ar]3d104s24p65.轨道表示式可以表示原子或离子的核外电子排布。请根据基态Fe的轨道表示式，写出Fe2+、Fe3+的轨道表示式。《泡利原理、洪特规则、能量最低原理》作业设计一、单项选择题=1\*ROMANI1.下列有关多电子原子的叙述中正确的是()A．在一个多电子原子中，不可能有两个运动状态完全相同的电子B．在一个多电子原子中，不可能有两个能量相同的电子C．在一个多电子原子中，N层上的电子能量肯定比M层上的电子能量高D．某个多电子原子的3p能级上仅有两个电子，它们的自旋状态必须相反【参考答案】A【质量水平】考点细化内容质量水平核外电子能量与运动状态A电子自旋，泡利原理L1B能层、能级对于电子能量的决定因素L1C能层，能级，构造原理L1D洪特规则L12．3d能级上最多只能排布10个电子依据的规律是()A.洪特规则B.泡利原理C.能量最低原理和洪特规则D.能量最低原理和泡利原理【参考答案】B【质量水平】考点细化内容质量水平原子核外电子的排布规律A洪特规则L1B泡利原理L1C能量最低原理和洪特规则L1D能量最低原理和泡利原理L13．下列轨道表示式不符合泡利原理的是 ()【参考答案】C【质量水平】考点细化内容质量水平泡利原理A泡利原理L2B泡利原理，洪特规则L2C电子自旋，泡利原理L2D泡利原理，洪特规则L24.某基态原子的轨道表示式为,从中得到的信息错误的是()A.有2个电子层B.有3种能量不同的电子C.有7种运动状态不同的电子D.最外层有3个电子【参考答案】D【质量水平】考点细化内容质量水平原子核外电子的能量与运动状态A能层的认识和理解L2B能级的认识和理解L2C原子轨道，电子自旋对于电子运动状态的决定因素L2D原子核外电子的排布L25.下列有关原子的最外能层的电子排布图正确的是()A．铍原子：B．碳原子：C．氯原子：D．铝原子：【参考答案】C【质量水平】考点细化内容质量水平原子核外电子的轨道表示式A轨道表示式要标注能级符号L2B洪特规则L2C泡利原理，洪特规则L2D构造原理L26．下列叙述正确的是()A．[Ar]3d64s2是基态原子的电子排布式B．铬原子的电子排布式是1s22s22p63s23p64s13d5C．铜原子的价电子排布式是3d94s2D．氮原子的电子排布图是【参考答案】A【质量水平】考点细化内容质量水平基态原子核外电子排布规律A简化的电子排布式的书写L2B电子排布式的书写，洪特规则特例L3C价电子排布式的书写，洪特规则特例L3D轨道表示式的书写，洪特规则L27．下列关于钠元素的微粒的几种表达式错误的是 ()A.Na+的电子排布图:B.Na+的结构示意图:C.Na的电子排布式:1s22s22p53s2D.Na的简化的电子排布式:[Ne]3s1【参考答案】C【质量水平】考点细化内容质量水平原子结构的表示方法A离子的轨道表示式L1B离子的结构示意图L1C原子的电子排布式L1D原子的简化电子排布式L1二、单项选择题=2\*ROMANII8．下列Si原子的价层电子排布图表示的状态中,能量最高的是 ()A.B.C.D.【参考答案】D【质量水平】考点细化内容质量水平电子跃迁不同状态原子核外电子能量高低判断A基态原子核外电子能量最低L3B电子自旋方向不同，但简并轨道内的电子能量相同L3C1个电子由3s能级跃迁至3p能级，能量增加L3D2个电子都由3s能级跃迁至3d能级，能量增加更多L39．下列各项叙述错误的是 ()A.如果硫原子核外电子排布图为,则违反了泡利原理B.如果25号Mn元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d7,则违反了能量最低原理C.氮原子的核外电子排布图为,符合洪特规则和泡利原理D.泡利原理、洪特规则、能量最低原理是基态原子的核外电子排布的原则【参考答案】A【质量水平】考点细化内容质量水平原子核外电子的排布规律A泡利原理，洪特规则L2B构造原理，电子排布式，能量最低原理L2C轨道表示式，洪特规则，泡利原理L2D原子核外电子的排布规律的三大原则L2三、非选择题10．下列原子或离子的电子排布表示方法中,正确的是,违反能量最低原理的是,违反洪特规则的是,违反泡利原理的是。

①Ca2+:1s22s22p63s23p6②F-:1s22s23p6③P:④Cr:1s22s22p63s23p63d44s2⑤Fe:1s22s22p63s23p63d64s2⑥Mg2+:1s22s22p6⑦C:【参考答案】答案①⑤⑥②④③⑦解析根据核外电子排布规律知,②中电子排完