高中化学 第一章 原子结构与性质 第一节 第2课时 原子核外电子排布所遵循的原理 原子轨道教学设计 新人教版选修3

高中化学第一章原子结构与性质第一节第2课时原子核外电子排布所遵循的原理原子轨道教学设计新人教版选修3学校授课教师课时授课班级授课地点教具设计思路本课将围绕“原子核外电子排布所遵循的原理”展开，结合原子轨道理论，通过实验、计算和讨论等方式，让学生深入理解电子排布的规律，提高学生的化学思维能力和实验操作技能。课程设计紧密结合新人教版选修3教材，确保教学内容的实用性和针对性。核心素养目标1.培养学生的科学探究精神，通过实验和计算活动，激发学生对原子结构探究的兴趣。

2.增强学生的逻辑推理能力，引导学生运用电子排布原理解释化学现象。

3.提升学生的信息获取和处理能力，通过课本和实验数据，学会分析原子轨道分布。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入本课时之前，已经学习了基础的化学概念，如元素周期表、原子结构的基本模型等。他们应该对原子的基本组成和电子层的基本概念有所了解。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高中学生对化学学科通常表现出较高的兴趣，尤其是对实验现象和化学反应。他们的学习能力较强，能够通过观察、实验和计算来理解新概念。学习风格上，部分学生可能更倾向于通过实验操作来学习，而另一些学生可能更偏好通过理论分析和计算来掌握知识。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在学习原子核外电子排布时，可能会遇到理解电子层、亚层和轨道概念上的困难。此外，电子排布的规则和例外情况可能会让学生感到混淆。实验操作中，学生可能面临实验技能不足、数据处理能力有限等问题。因此，教学中需要通过多种教学策略帮助学生克服这些困难。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有新人教版选修3教材，以便跟随课本内容学习。

2.辅助材料：准备原子结构相关的图片、电子排布图、轨道能级图等多媒体资源，以辅助学生理解。

3.实验器材：准备电子排布模型、原子轨道模型等实验教具，用于演示和练习。

4.教室布置：设置分组讨论区，方便学生进行互动和合作学习；实验操作台应确保安全，便于学生进行实验操作。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：提前一周通过在线平台发布原子核外电子排布原理的预习资料，包括PPT展示的电子排布规则和实例。

-设计预习问题：提出“如何根据电子排布原理预测元素的化学性质？”等问题，引导学生思考。

-监控预习进度：通过在线平台查看学生提交的预习成果，了解预习效果。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生阅读PPT资料，理解电子排布的基本原则。

-思考预习问题：学生根据预习问题进行思考，记录疑问。

-提交预习成果：学生将预习笔记和疑问提交至在线平台。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：学生通过自主学习理解电子排布规则。

-信息技术手段：利用在线平台进行资源共享和进度监控。

作用与目的：

-帮助学生提前接触和思考本节课的核心内容，为课堂学习打下基础。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：以“门捷列夫的周期表与原子结构的关系”视频导入，激发兴趣。

-讲解知识点：详细讲解电子排布的能级、轨道类型和电子填充顺序。

-组织课堂活动：进行“原子轨道模型组装”实验，让学生动手操作理解轨道形状。

-解答疑问：及时解答学生在实验和讲解中产生的疑问。

学生活动：

-听讲并思考：学生认真听讲，思考电子排布的原理。

-参与课堂活动：学生参与实验，观察原子轨道模型，加深理解。

-提问与讨论：学生积极提问，参与讨论，分享自己的理解和发现。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：讲解电子排布的理论知识。

-实践活动法：通过实验活动强化对电子排布的理解。

-合作学习法：小组讨论，促进交流与合作。

作用与目的：

-学生通过实验和活动，直观地掌握电子排布的原理，理解能级和轨道的重要性。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：布置“分析元素周期表中某一族的电子排布特点”的作业。

-提供拓展资源：推荐相关科普书籍和在线课程，供学生深入学习。

-反馈作业情况：批改作业，给予学生个性化的反馈。

学生活动：

-完成作业：学生根据作业要求，分析元素周期表，巩固知识。

-拓展学习：利用推荐资源进行进一步学习，提高知识深度。

-反思总结：学生反思学习过程，总结学习心得。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：学生自我反思，提升学习能力。

作用与目的：

-巩固学生对电子排布原理的理解，并应用于实际问题的分析。

-通过拓展学习，激发学生对化学学习的兴趣，提高学生的知识运用能力。知识点梳理1.原子结构概述

-原子的基本结构：由原子核和核外电子组成。

-原子核的组成：由质子和中子构成，质子带正电，中子不带电。

-核外电子的分布：电子在不同的能级和亚能级上运动。

2.电子能级与轨道

-电子能级：电子所处的能量状态，通常用主量子数n表示。

-亚能级：每个能级内部进一步细分为不同的亚能级，用角量子数l表示。

-轨道：亚能级中的空间状态，用磁量子数m表示。

3.电子排布原理

-泡利不相容原理：同一原子中的两个电子不能具有完全相同的四个量子数。

-最低能量原理：电子总是先占据能量最低的轨道。

-洪特规则：在等价轨道上，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同。

4.电子排布图

-电子排布图的基本表示方法：使用方框或圆圈表示电子，方框或圆圈内填写电子的量子数。

-电子排布图的绘制步骤：按照能级顺序，从低能级到高能级，依次填充电子。

5.原子轨道类型

-s轨道：球形，无方向性，只有一个亚能级。

-p轨道：哑铃形，有三个等价亚能级。

-d轨道：花瓣形，有五个等价亚能级。

-f轨道：更复杂的形状，有七个等价亚能级。

6.电子排布与元素周期表

-元素周期表的排列：根据原子序数（即质子数）排列元素。

-元素周期表的周期性：元素的化学性质随原子序数的增加而周期性变化。

-元素周期表与电子排布的关系：电子排布决定了元素的化学性质和位置。

7.元素周期律

-元素周期律的基本概念：元素的性质随着原子序数的增加而呈现周期性变化。

-元素周期律的应用：预测新元素的性质，解释化学现象。

8.元素周期表的应用

-元素周期表在化学研究中的应用：确定元素的位置，了解元素的化学性质。

-元素周期表在材料科学中的应用：预测材料的性能，设计新型材料。

9.电子排布与化学键

-化学键的形成：原子通过共享、转移电子形成化学键。

-化学键的类型：离子键、共价键、金属键。

-电子排布与化学键的关系：电子排布决定了原子形成化学键的能力和方式。

10.电子排布与分子结构

-分子结构的基本概念：分子的形状、键长、键角等。

-电子排布与分子结构的关系：电子排布决定了分子的几何构型。

11.电子排布与化学反应

-化学反应的基本概念：原子、分子或离子之间的相互作用。

-电子排布与化学反应的关系：电子排布决定了化学反应的类型和速率。

12.电子排布与生物化学

-生物化学中的电子排布：生物体内分子的电子排布对生物体的功能和结构至关重要。

-电子排布与生物化学的关系：电子排布影响酶的活性、蛋白质的结构等。课后作业1.实践题：

-题目：根据原子核外电子排布原理，预测并写出氧元素（O）和碳元素（C）的电子排布式。

-答案：O：1s²2s²2p⁴；C：1s²2s²2p²。

2.分析题：

-题目：分析以下元素的电子排布是否符合洪特规则，并说明原因。

a.Fe：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁶

b.Cr：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹3d⁵

-答案：

a.不符合。Fe的3d轨道有6个电子，根据洪特规则，应有4个电子分别占据4个d轨道，但Fe的实际排布为3d⁶，有2个电子成对占据同一轨道。

b.符合。Cr的3d轨道有5个电子，根据洪特规则，这5个电子应尽可能占据不同的d轨道，Cr的实际排布为3d⁵4s¹，符合规则。

3.应用题：

-题目：根据原子核外电子排布原理，解释为什么氖（Ne）是稳定的惰性气体。

-答案：氖的电子排布为1s²2s²2p⁶，外层电子层完全填满，没有未成对的电子，因此不容易参与化学反应，表现出稳定的惰性气体特性。

4.综合题：

-题目：结合电子排布和元素周期表，解释为什么钠（Na）和氯（Cl）能形成离子键，而碳（C）和氢（H）形成共价键。

-答案：Na的电子排布为1s²2s²2p⁶3s¹，最外层有一个电子，容易失去电子形成Na⁺；Cl的电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，最外层有7个电子，容易获得一个电子形成Cl⁻。因此，Na和Cl通过电子转移形成离子键。而C和H的电子排布分别为1s²2s²2p²和1s¹，它们通过共享电子形成共价键。

5.创新题：

-题目：设计一个实验方案，验证电子排布原理在解释元素化学性质中的作用。

-答案：设计实验方案，使用不同元素的单质或化合物，通过化学反应观察产物的性质变化，以此来验证电子排布对元素化学性质的影响。例如，使用钠和氯进行反应，观察生成的NaCl固体与使用铁和氯反应生成的FeCl₃固体在物理性质上的差异，如颜色、溶解性等。板书设计①原子结构与性质

-原子核：由质子和中子构成，质子带正电，中子不带电。

-核外电子：在不同能级和亚能级上运动，决定原子的化学性质。

②原子核外电子排布

-泡利不相容原理：同一原子中的两个电子不能具有完全相同的四个量子数。

-最低能量原理：电子总是先占据能量最低的轨道。

-洪特规则：在等价轨道上，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同。

③电子轨道类型

-s轨道：球形，无方向性，只有一个亚能级。

-p轨道：哑铃形，有三个等价亚能级。

-d轨道：花瓣形，有五个等价亚能级。

-f轨道：更复杂的形状，有七个等价亚能级。

④电子排布图

-基本表示方法：使用方框或圆圈表示电子，方框或圆圈内填写电子的量子数。

-绘制步骤：按照能级顺序，从低能级到高能级，依次填充电子。

⑤元素周期表与电子排布

-元素周期表的排列：根据原子序数排列元素。

-元素周期表的周期性：元素的化学性质随原子序数的增加而周期性变化。

⑥元素周期律

-元素周期律的基本概念：元素的性质随着原子序数的增加而周期性变化。

-元素周期律的应用：预测新元素的性质，解释化学现象。

⑦电子排布与化学键

-化学键的形成：原子通过共享、转移电子形成化学键。

-化学键的类型：离子键、共价键、金属键。

⑧电子排布与分子结构

-分子结构的基本概念：分子的形状、键长、键角等。

-电子排布与分子结构的关系：电子排布决定了分子的几何构型。

⑨电子排布与化学反应

-化学反应的基本概念：原子、分子或离子之间的相互作用。

-电子排布与化学反应的关系：电子排布决定了化学反应的类型和速率。

⑩电子排布与生物化学

-生物化学中的电子排布：生物体内分子的电子排布对生物体的功能和结构至关重要。

-电子排布与生物化学的关系：电子排布影响酶的活性、蛋白质的结构等。教学反思与总结这节课下来，我觉得挺有收获的。首先，我在教学方法上尝试了多种手段，比如通过多媒体展示原子轨道的形状，让学生直观地理解电子排布的规律。我觉得这种直观的教学方式挺有效的，学生们看起来也听得津津有味。

在教学策略上，我注意到了一些问题。比如，在讲解电子排布规则时，我发现有些学生还是有些困惑，这说明我在讲解时可能需要更加细致，尤其是对于一些关键概念的解释。另外，我在组织课堂活动时，发现学生之间的互动不够，可能需要设计一些更具挑战性的讨论题目，激发他们的思考。

管理方面，我注意到课堂纪律整体还好，但有个别学生注意力不太集中。我打算在接下来的教学中，增加一些互动环节，让学生在参与中提高注意力。

至于教学效果，我觉得还算满意。学生们对电子排布的原理有了更深入的理解，实验操作也相对熟练。在情感态度方面，我发现他们对化学的兴趣似乎有所提升，这让我感到很高兴。

当然，也存在一些不足。比如，个别学生在解答问题时，对某些概念的理解还不够深入，这说明我在讲解时可能需要更加耐心和细致。另外，课堂活动的设计还可以更加丰富，以激发学生的创造力和想象力。

为了改进这些不足，我打算在接下来的教学中，加强个别辅导，针对学生的不同需求进行针对性讲解。同时，我会尝试设计更多元化的课堂活动，让学生在参与中学习，在学习中成长。作业布置与反馈作业布置：

为了帮助学生巩固本节课所学关于原子核外电子排布的原理，我将布置以下作业：

1.完成课本中的练习题，包括电子排布图的绘制和解释。

2.选择一个元素，根据其原子序数，写出其电子排布式，并解释其化学性质。

3.分析两个不同族的元素，比较它们的电子排布和化学性质的异同。