2021新教材高中化学第一章1.3原子轨道与电子排布原理教案 人教版选择性必修2.pdfVIP

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原子轨道与电子排布原理

【教学目标】

1、了解原子核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道。

2、知道原子核外电子的排布遵循泡利原理、洪特规则和能量最低原理。

3、掌握1～36号元素的原子核外电子排布图(或叫轨道表示式)。

【教学重难点】

1、掌握泡利原理、洪特规则和能量最低原理；

2、掌握1～36号元素的原子核外电子排布图。

【教学过程】

1.新课导入

[学生活动]根据所学知识填写学案。

[设问]原子核外电子是如何运动的呢？

[讲解]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？

2.新课讲授

[板书]一、电子云与原子轨道

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。

[讲解]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。

[板书]2．电子云

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[讲解]概率分布图看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。电子云是处于一定空间运

动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。小点代表的是概率密度，也就

是单位体积内出现的概率；小点越密，表示概率密度越大。需要注意的一点，小点不是电子。

[讲解]电子云图很难绘制，使用不便，我们常使用电子云轮廓图。绘制电子云轮廓图的目的

是表示电子云轮廓的形状，对核外电子的空间运动状态有一个形象化的简便描述。例如，绘

制电子云轮廓图时，常把电子出现的概率约为90%的空间圈出来，即精简版电子云，人们把这

种电子云轮廓图成为原子轨道。

[板书]3、原子轨道

[讲解]量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。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，宇宙飞船必须依靠推动(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。

[讲解]p的原子轨道是哑铃形的，每个P能级有3个轨道，它们互相垂直，分别以P、P、P

xyz

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]不同能层的能级、原子轨道及电子云轮廓图

[讲解]d轨道和f轨道各有名称、形状和取向，此处不作要求。

[思考]根据刚刚我们学过的知识，试着回答一下：Zn原子中电子占有的能层数、能级数和原

子轨道数分别为几？

[生]4715

[讲解]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，这是为什么

呢？核外电子的排布遵循什么样的规则呢？

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[投影]核外电子排布规则

(1)能量最低原理：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原

子的能量最低。

(2)泡利原理（填多少）：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，且它们的自旋状态相

反。这两个电子称为电子对。

(3)洪特规则（怎么填）：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。

[讲解]每个轨道里最多容纳的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