1.1.3電子云與原子軌道教學(xué)設(shè)計高二化學(xué)人教版選擇性必修2

課題1.1.3電子云與原子軌道（第3課時）課型新課學(xué)情分析學(xué)生在此前的學(xué)習(xí)中知道了原子核外電子的排布規(guī)律，掌握了能層、能級的概念，并且容易產(chǎn)生電子在固定軌道上運(yùn)動的片面認(rèn)知。因此，本節(jié)課在此基礎(chǔ)上要幫助學(xué)生理解核外電子運(yùn)動狀態(tài)及特點(diǎn)，利用電子云模型描述電子運(yùn)動狀態(tài)。教材分析初中化學(xué)和高中化學(xué)必修課程中，已介紹了電子層、原子結(jié)構(gòu)示意圖、各電子層容納的電子數(shù)等知識。在本節(jié)中，教材圍繞“核外電子排布”這個核心知識點(diǎn)按兩條線索進(jìn)行編寫，一是圍繞核外電子排布介紹了構(gòu)造原理，進(jìn)而讓學(xué)生掌握書寫136號元素基態(tài)原子的核外電子排布式；二是圍繞“核外電子運(yùn)動狀態(tài)”，引出了原子軌道，再從原子軌道的視角進(jìn)一步研究核外電子排布。本節(jié)前兩個課時，通過能級的概念來體現(xiàn)電子運(yùn)動的能量狀態(tài)具有量子化的特征，并直接給出能級的概念及能級的符號，及1s、2s、2p、3s、3p、3d……這些能級的能量是不連續(xù)的，是有高低之分的，進(jìn)而就有了原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)。有了能級概念，緊接著以光譜學(xué)事實為基礎(chǔ)，教材直接給出構(gòu)造原理，以及根據(jù)構(gòu)造原理介紹了如何書寫基態(tài)原子的電子排布式，并以表格形式寫出一些元素基態(tài)原子的電子排布式。本課時起將介紹核外電子的空間運(yùn)動狀態(tài)，先借用電子云及其輪廓圖的方式，形象的引出原子軌道的概念，并把重點(diǎn)集中在原子軌道的“數(shù)”和“形”上，“形”僅限于s軌道和p軌道。有了原子軌道的概念后，運(yùn)用原子軌道進(jìn)一步研究核外電子的運(yùn)動狀態(tài)，從而引出了泡利原理、電子的軌道表示式、洪特規(guī)則等知識。設(shè)計理念借用電子云及其輪廓圖的學(xué)習(xí)，引出原子軌道的相關(guān)知識。教學(xué)目標(biāo)【教學(xué)目標(biāo)】1．能說明微觀粒子運(yùn)動狀態(tài)與宏觀物體運(yùn)動特點(diǎn)的差異，建立對原子結(jié)構(gòu)的模型認(rèn)知。2.知道電子的運(yùn)動狀態(tài)可以通過電子云模型來描述。3.知道s軌道和p軌道的電子云形狀及其所表示的含義?！驹u價目標(biāo)】1．通過對比微觀粒子運(yùn)動狀態(tài)與宏觀物體運(yùn)動特點(diǎn)的差異,診斷并發(fā)展學(xué)生對核外電子運(yùn)動狀態(tài)的認(rèn)知水平。2．通過反向模擬s電子云輪廓圖的形成過程，診斷并發(fā)展學(xué)生對電子云輪廓圖的認(rèn)知水平。3．通過用橡皮泥等物品自制原子軌道模型，診斷并發(fā)展學(xué)生對原子軌道的認(rèn)知水平。教學(xué)重點(diǎn)s軌道與p軌道的電子云輪廓圖教學(xué)難點(diǎn)電子云的含義教學(xué)方法1.對比分析法2.多媒體輔助法3.模型演示法課前準(zhǔn)備實驗視頻、PPT、相關(guān)習(xí)題等。教學(xué)過程教師主導(dǎo)活動學(xué)生主體活動設(shè)計意圖[設(shè)問]原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài)是怎么樣的呢？[講解]1913年，玻爾提出氫原子模型，電子在線性軌道上繞核運(yùn)行，然而量子力學(xué)指出，一定空間運(yùn)動狀態(tài)的電子并不在玻爾假定的線性軌道上運(yùn)行，而在核外空間各處都可能出現(xiàn)，但出現(xiàn)的概率不同，可以算出它們的概率密度分布。引入本節(jié)課課題原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài)和排布規(guī)律提出問題：為什么不同能級最多可容納的電子數(shù)不同？回憶、思考核外電子與宏觀物體運(yùn)動狀態(tài)的差異請問宏觀物體的運(yùn)動特點(diǎn)是什么？宏觀物體的運(yùn)動特點(diǎn)：位置和速度都可測，運(yùn)動軌跡是可描述的。而核外電子由于質(zhì)量很小，速度很快，科學(xué)研究表明，核外電子的運(yùn)動位置和速度不能同時準(zhǔn)確測定，因此無法準(zhǔn)確描述核外電子的運(yùn)動軌跡。對比、思考通過宏觀物體的運(yùn)動特點(diǎn)描述，對比核外電子的運(yùn)動狀態(tài)。核外電子的運(yùn)動狀態(tài)1926年薛定諤提出用數(shù)學(xué)方程描述核外電子的運(yùn)動狀態(tài)。通過量子力學(xué)計算發(fā)現(xiàn)：一定空間運(yùn)動狀態(tài)的電子并不在玻爾假設(shè)的線性軌道上運(yùn)動，而是在核外空間各處都可以出現(xiàn)，只是出現(xiàn)的概率不同。傾聽，思考了解電子運(yùn)動的特點(diǎn)概率密度分布圖與電子云圖通過計算電子在核外空間各處出現(xiàn)的概率，便獲得了氫原子的1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布圖。根據(jù)此圖你發(fā)現(xiàn)了哪些規(guī)律？1．概率密度1913年，玻爾提出氫原子模型，電子在線性軌道上繞核運(yùn)行。量子力學(xué)指出，一定空間運(yùn)動狀態(tài)的電子在核外空間各處都可能出現(xiàn)，但出現(xiàn)的概率不同，可用概率密度(ρ)表示，即ρ＝eq\f(P,V)(P表示電子在某處出現(xiàn)的概率；V表示該處的體積)。離核越近的位置概率密度越大閱讀教材，試著歸納。電子云輪廓圖繪制一個圓圈，在圓圈內(nèi)隨意畫出90個點(diǎn)（注意由圓心向外點(diǎn)的分布越稀疏），在圓圈外隨機(jī)畫出10個點(diǎn)。展示1s、2s、3s、4s電子的電子云輪廓圖，觀察圖形，你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？繪制圖形；不同能層s電子的電子云形狀一致，都為球形，能層越高，s電子的電子云半徑越大。通過自己動手繪制圖形，體會概率密度與電子云圖的聯(lián)系。p電子的電子云展示px、py、pz的電子云，觀察圖形，你發(fā)現(xiàn)了什么？電子云輪廓圖代表電子運(yùn)動狀態(tài)，因此s電子有一種運(yùn)動狀態(tài)，p電子有3種運(yùn)動狀態(tài)。p電子的電子云呈啞鈴形有取向性，px、py、pz的電子云的形狀、大小都相同，但取向不同，三者相互垂直。p電子云圖的特點(diǎn)原子軌道量子力學(xué)把電子在原子核外的一個空間運(yùn)動狀態(tài)稱為一個原子軌道。填寫下表，并預(yù)測d，f能級中原子軌道的數(shù)目預(yù)測，填表能級符號nsnpndnf軌道數(shù)目1357學(xué)習(xí)原子軌道梳理能層、原子軌道數(shù)、原子軌道符號、電子云輪廓圖之間的關(guān)系，填寫下表梳理，填表通過完成表格，學(xué)習(xí)能層、原子軌道數(shù)、原子軌道符號、電子云輪廓圖之間的關(guān)系。原子軌道與能層序數(shù)的關(guān)系(1)不同能層的同種能級的原子軌道形狀相同，只是半徑不同。能層序數(shù)n越大，原子軌道的半徑越大。如：(2)s能級只有1個原子軌道。p能級有3個原子軌道，它們互相垂直，分別以px、py、pz表示。在同一能層中px、py、pz的能量相同。(3)原子軌道數(shù)與能層序數(shù)(n)的關(guān)系：原子軌道數(shù)目＝n2?？偨Y(jié)歸納總結(jié)歸納原子軌道與能層序數(shù)的關(guān)系。小結(jié)：本節(jié)課主要學(xué)習(xí)不同能層的能級、原子軌道及電子云圖。教學(xué)評價作業(yè)設(shè)計1.下列有關(guān)電子云的敘述中，正確的是（）A．電子云形象地表示了電子在核外某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率B．電子云直觀地表示了核外電子的數(shù)目C．1s電子云輪廓圖是一個球面，表示在這個球面以外，電子出現(xiàn)的概率為零D．電子云是電子繞核運(yùn)動形成了一團(tuán)帶負(fù)電荷