《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

物质的微观世界一原子轨道，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•定的理解，为这节课的学习也奠定了•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”概念的认以，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.能结合能最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铭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了•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铭原子核外电子的排布？”等问题逐步引发

学生关于法态原了核外电了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。

七、教学思路

目标落实任务环节问题线活动线

任务一：借助教师的表格以及有

了解电子自情境同一轨道中的两个电子关“电子自旋''理论化学

教学目标1

旋、泡利原创设状态有什么差异呢？史料展示，认识电子自

理旋、泡利原理。

任务三：

如何表示基态原子核外

正确表示原符号引出轨道表示式（电子

电子在轨道中的排布

教学目标2子核外电子表征排布图）的表达方式

呢？

排布

任务」：发现哪一种轨道表示式正确学生书写Li、Re、R基

了解洪特规问题1表达了基态碳原子核外态原子核外电子排布轨

则电子的排布？道表示式;写出第6号C

元素时，发现问题，理解

洪特规则

学生书写7-24号元素基

“哪一种轨道表示式正确

态原子核外电子排布轨

表达了基态铭原子核外

任务四：道表示式至第24号Cr

发现电子的排布？”“如何利

教学目标4了解洪特规元素时，发现问题，理解

问题2用洪特规则特例书写基

则特例洪特规则特例，并应用

态铜原子的核外电子排

该规则书写Cu的轨道

布的轨道表示式”

表示式

观看几种元素基态原子

的价电子排布，发现问

任务五：

理解原子整体能量由哪些因题（不符合构造原理、洪

教学目标5理解能量最

深化素决定？特规则特特例），基干事

低原理

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？L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。最后在介绍能最最低原理时，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

提问：同一轨道中的两个电子的状态有什么差异阅读“资料卡片”思考

课堂引入

呢？并讨论

介绍“电子自旋”；学生基于泡利原理和

引出“泡利原理”轨道表示式，书写Li、

Be、B基态原子核外

泡利原埋

如何表示基态原子核外电子在轨道中的排布呢？电子的轨道表示式。

介绍轨道表示式（电子排布图）在书写至碳元素时，

发现问题

哪一种轨道表示式正确表达了基态碳原子核外电

思考并讨论电子填入

子的排布？

洪特规则简并轨道时应遵循的

规则

引出“洪特规则”

哪一种轨道表示式正确表达了基态辂原子核外电

子的排布？在书写至基态格原子

洪特规则特例核外电子轨道排布式

引出“洪特规则特例”时，发现问题

介绍能量最低原理，引导学生基于事实认识能量

能量最低原理交流讨论

最低原理

通过题目对所学知识

课堂练习展示3道练习题

进行梳理巩固

学生进行交流和自我

课堂小结引导叵顾第一章第一节《原子结构》知识体系

构建知识体系

八、板书设计

核外电子的运动状态核外电子的排布规律核外电子排布表示方法

L能层原子结构示意图

能

员能级构造原理电子排布式

的

击

子原子轨道一1泡利原理

化洪特规则轨道表示式

电子自旋」洪特规则特例

能量最低原理

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।nmnii〕,而不排布成叵皿江工1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（）

2s2P2s2P2s2P2s2P

BEEnn[ttirntrn而rnfmmiititrn

ABCD

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（）

Is2s_____2PIs2s____2P

A.向向I「口B.DEHIII

Is2s_____2PIs2s____2P

c-HF1RTT1D.向向1

4.下列电子排布式或轨道表示式正确的是（）

C的轨道表示式:曲曲（H亡口

A.

B.Ca的电子排布式：1s，2s22P63s23P63d2

Is2s2P

N的轨道表示式：00I工卜

C.

D.Br一的电子排布式：[Ar]3d1°4s24P6

5.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。

Fe2+:_______________________________________________________

Fe3+:________________________________________________________

《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.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A电子自旋，泡利原理LI

子能量B能层、能级对于电子能量的决定因素L1

与运动C能层，能级，构造原理L1

状态D洪特规则L1

2.3d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A洪特规则L1

外电子B泡利原理L1

的排布C能量最低原理和洪特规则L1

规律D能量最低原理和泡利原理L1

3.下列轨道表示式不符合泡利原理的是（）

A.3p能级:回面口

B3I能级:所门市开!

C.2P能级:可T[T|

能级:回亚1M

【参考答案】C

【质量水平】

考点细化内容质量水平

A泡利原理L2

B泡利原理，洪特规则L2

泡利原理

C电子自旋，泡利原理L2

D泡利原理，洪特规则L2

4.某基态原子的轨道表示式为E3R"一川，从中得到的信息镣误的是（）

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A能层的认识和理解L2

外电子B能级的认识和理解L2

的能量C原子轨道，电子自旋对于电子运动状态的决定因素L2

与运动L2

D原子核外电子的排布

状态

、

5.下列有关原子的最外能层的电子排布图正确的是（)

S2s2p

A.钺原子：卜.B.碳原子：而|一[1]

3»3|)3s3p

C.氯原丁：JA'AD.铝原子：nri

【参考答案】C

【质量水平】

考点细化内容质量水平

原子核A轨道表示式要标注能级符号L2

外电子B洪特规则L2

的轨道C泡利原理，洪特规则L2

表示式D构造原理L2

6.下列叙述正确的是（）

A.[Ar]3d64s2是基态原子的电子排布式

B.珞原子的电子排布式是Is22s22P63s23P64sl3d$

C.铜原子的价电子排布式是3d94s2

」

D.氮原子的电子排布Is图是前2-曲|d।2iD।

1

【参考答案】A

【质量水平】

考点细化内容质量水平

基态原A简化的电子排布式的书写L2

子核外B电子排布式的书写，洪特规则特例L3

电子排C价电子排布式的书写，洪特规则特例L3

布规律D轨道表示式的书写，洪特规则L2

7.下列关于钠元素的微粒的几种表达式错误的是（)

Is2s2p

A.Na+的电子排布图：HRIWW

B.Na+的结构示意图：

C.Na的电子排布式:1s22s22Ps3s2

D.Na的简化的电子排布式:[Ne]3sl

【参考答案】C

【质量水平】

考点细化内容质量水平

A离子的轨道表示式L1

原子结

B离子的结构示意图L1

构的表

C原子的电子排布式L1

示方法

D原子的简化电子排布式L1

二、单项选择题II

8.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（）

3s3p3d

3s3p3d

B.RIUIIIIIIII

3p3d

■r~~i।111~~।~।~I

【参考答案】D

【质量水平】

考点细化内容质量水平

电子跃迁A基态原子核外电子能量最低L3

不同状态B电子自旋方向不同，但简并轨道内的电子能量相同L3

原子核外C1个电子由3s能级跃迁至3P能级，能量增加L3

电子能量L3

D2个电子都由3s能级跃迁至3d能级，能量增加更多

高低判断

9.下列各项叙述错误的是（）

Is2s2p3s3p

A.如果硫原子核外电子排布图为RIWW1N1IH|H||，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Is22s22P63s23P63吐则违反了能量最低原理

Is2s2p

c.氮原子的核外电子排布图为N1RI山山，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A泡利原理，洪特规则