2024-2025學(xué)年高中化學(xué) 第1章 第1節(jié) 第2課時(shí) 電子云與原子軌道 原子的核外電子排布教案 新人教版選修3

2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第1章第1節(jié)第2課時(shí)電子云與原子軌道原子的核外電子排布教案新人教版選修3課題：科目：班級：課時(shí)：計(jì)劃3課時(shí)教師：單位：一、教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容來源于2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第1章第1節(jié)第2課時(shí)，主要涉及電子云與原子軌道、原子的核外電子排布。具體內(nèi)容包括：

1.電子云的概念及其表示方法；

2.原子軌道的定義、形狀和特點(diǎn)；

3.核外電子排布的規(guī)則及應(yīng)用；

4.能量最低原理、泡利原理和洪特規(guī)則；

5.常見元素的原子核外電子排布實(shí)例。

教學(xué)重點(diǎn)為電子云與原子軌道的理解，以及核外電子排布的規(guī)則及應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)為能量最低原理、泡利原理和洪特規(guī)則的內(nèi)涵及應(yīng)用。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)本章節(jié)旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識、科學(xué)思維與科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀。通過學(xué)習(xí)電子云與原子軌道、原子的核外電子排布，幫助學(xué)生建立微觀粒子運(yùn)動(dòng)的初步認(rèn)識，提升對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的理解。同時(shí)，通過掌握核外電子排布的規(guī)則及應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法解決問題的能力。此外，通過對能量最低原理、泡利原理和洪特規(guī)則的學(xué)習(xí)，使學(xué)生形成對化學(xué)科學(xué)的基本觀念，培養(yǎng)科學(xué)思維與科學(xué)方法。在教學(xué)過程中，注重培養(yǎng)學(xué)生積極探究、合作交流的態(tài)度，提升學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。三、學(xué)情分析本節(jié)課面向的是高中二年級的學(xué)生，他們已經(jīng)完成了初中階段的化學(xué)學(xué)習(xí)，對化學(xué)學(xué)科有了初步的認(rèn)識和理解。在知識層面，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了原子結(jié)構(gòu)、元素周期表等基礎(chǔ)知識，對原子的核外電子有了一定的了解，這為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

在能力層面，大部分學(xué)生具備一定的觀察、實(shí)驗(yàn)和思維能力，能夠進(jìn)行簡單的科學(xué)探究。但是，對于電子云與原子軌道、核外電子排布等較為抽象的概念，部分學(xué)生可能存在理解上的困難。因此，在教學(xué)過程中，需要針對不同學(xué)生的實(shí)際情況，采取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生克服困難，提高學(xué)生的理解能力。

在素質(zhì)方面，大部分學(xué)生對化學(xué)學(xué)科有著濃厚的興趣，學(xué)習(xí)態(tài)度積極。然而，也有一部分學(xué)生可能因?yàn)閷W(xué)習(xí)壓力、課程難度等原因，對化學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生了一定的抵觸情緒。因此，在教學(xué)過程中，教師需要關(guān)注學(xué)生的情感變化，營造輕松、愉快的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

在行為習(xí)慣方面，大部分學(xué)生能夠遵守課堂紀(jì)律，積極參與課堂討論和實(shí)驗(yàn)操作。但也有部分學(xué)生可能存在注意力不集中、課堂紀(jì)律較差等問題，這對課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生了一定的影響。針對這一情況，教師需要在教學(xué)過程中加強(qiáng)對學(xué)生的引導(dǎo)和管理，提高課堂紀(jì)律，確保教學(xué)效果。四、教學(xué)方法與策略1.選擇適合教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)者特點(diǎn)的教學(xué)方法

針對本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，我將采用以下教學(xué)方法：

（1）講授法：在講解電子云與原子軌道、核外電子排布等基本概念時(shí)，通過清晰、簡潔的語言，系統(tǒng)地闡述相關(guān)知識，幫助學(xué)生建立正確的認(rèn)知。

（2）案例分析法：通過分析具體元素的原子核外電子排布實(shí)例，使學(xué)生更好地理解核外電子排布的規(guī)則及應(yīng)用。

（3）小組討論法：在講解能量最低原理、泡利原理和洪特規(guī)則時(shí)，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、交流，提高學(xué)生的合作能力。

（4）實(shí)驗(yàn)法：安排學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行原子軌道模型搭建等實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生對電子云與原子軌道等概念的理解。

2.設(shè)計(jì)具體的教學(xué)活動(dòng)

（1）導(dǎo)入環(huán)節(jié)：通過展示氫原子的光譜線，引導(dǎo)學(xué)生思考原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（2）基本概念講解：利用PPT展示電子云與原子軌道的圖像，結(jié)合講授法，講解相關(guān)概念。

（3）案例分析：挑選幾個(gè)典型元素，讓學(xué)生分析其核外電子排布，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決問題。

（4）小組討論：將學(xué)生分成若干小組，討論能量最低原理、泡利原理和洪特規(guī)則的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生深入理解。

（5）實(shí)驗(yàn)操作：安排學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行原子軌道模型搭建實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生對電子云與原子軌道等概念的理解。

3.確定教學(xué)媒體和資源的使用

（1）PPT：制作精美的PPT，展示電子云與原子軌道的圖像、元素核外電子排布實(shí)例等，幫助學(xué)生直觀地理解知識點(diǎn)。

（2）視頻：播放有關(guān)原子軌道動(dòng)畫的視頻，讓學(xué)生更形象地了解電子云與原子軌道的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。

（3）在線工具：利用在線化學(xué)工具，讓學(xué)生模擬原子的核外電子排布，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

（4）實(shí)驗(yàn)室設(shè)備：準(zhǔn)備原子軌道模型等實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，增強(qiáng)對知識的理解。五、教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

課程開始時(shí)，我會(huì)利用PPT展示氫原子的光譜線，引導(dǎo)學(xué)生思考原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)。我會(huì)提問：“請大家觀察這些光譜線，能否推測出原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)？”學(xué)生通過觀察光譜線，嘗試回答問題。我會(huì)總結(jié)學(xué)生的回答，引出本節(jié)課的主題——電子云與原子軌道、原子的核外電子排布。

2.新課講授（20分鐘）

（1）首先，我會(huì)利用PPT展示電子云與原子軌道的圖像，結(jié)合講授法，講解相關(guān)概念。我會(huì)提問：“請大家觀察這些圖像，能否說出電子云與原子軌道的特點(diǎn)？”學(xué)生通過觀察圖像，嘗試回答問題。我會(huì)總結(jié)學(xué)生的回答，給出電子云與原子軌道的定義和特點(diǎn)。

（2）接下來，我會(huì)挑選幾個(gè)典型元素，讓學(xué)生分析其核外電子排布，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決問題。我會(huì)提問：“請大家根據(jù)所學(xué)知識，分析氧原子和氮原子的核外電子排布?！睂W(xué)生分組討論，并給出答案。我會(huì)給予評價(jià)和指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)核外電子排布的規(guī)則。

（3）最后，我會(huì)講解能量最低原理、泡利原理和洪特規(guī)則。我會(huì)組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，討論這些原理的應(yīng)用。我會(huì)提問：“請大家分組討論，舉例說明能量最低原理、泡利原理和洪特規(guī)則的應(yīng)用?！睂W(xué)生分組討論，并給出答案。我會(huì)給予評價(jià)和指導(dǎo)，加深學(xué)生對這些原理的理解。

3.實(shí)踐活動(dòng)（15分鐘）

（1）我會(huì)安排學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行原子軌道模型搭建實(shí)驗(yàn)。我會(huì)引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手操作，觀察模型的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，增強(qiáng)對電子云與原子軌道等概念的理解。

（2）我會(huì)讓學(xué)生利用在線化學(xué)工具，模擬原子的核外電子排布。學(xué)生通過實(shí)踐操作，加深對核外電子排布規(guī)則的理解。

（3）我會(huì)組織學(xué)生進(jìn)行角色扮演，讓學(xué)生扮演原子中的電子，模擬電子的運(yùn)動(dòng)和排布。學(xué)生通過親身體驗(yàn)，更好地理解電子云與原子軌道的概念。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

（1）我會(huì)提出問題：“請大家討論一下，電子云與原子軌道在化學(xué)反應(yīng)中的作用是什么？”學(xué)生分組討論，并給出答案。我會(huì)給予評價(jià)和指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)電子云與原子軌道在化學(xué)反應(yīng)中的重要性。

（2）我會(huì)提出問題：“請大家討論一下，核外電子排布的規(guī)則在化學(xué)性質(zhì)中的應(yīng)用是什么？”學(xué)生分組討論，并給出答案。我會(huì)給予評價(jià)和指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)核外電子排布規(guī)則在化學(xué)性質(zhì)中的作用。

（3）我會(huì)提出問題：“請大家討論一下，能量最低原理、泡利原理和洪特規(guī)則在化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用是什么？”學(xué)生分組討論，并給出答案。我會(huì)給予評價(jià)和指導(dǎo)，加深學(xué)生對這些原理在化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用的理解。

5.總結(jié)回顧（5分鐘）

在本節(jié)課的最后，我會(huì)進(jìn)行總結(jié)回顧。我會(huì)提問：“請大家回顧一下，本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了什么內(nèi)容？”學(xué)生回答問題。我會(huì)給出總結(jié)，強(qiáng)調(diào)電子云與原子軌道、核外電子排布的重要性，并提醒學(xué)生加強(qiáng)學(xué)習(xí)和理解。六、學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.知識掌握：學(xué)生能夠理解電子云與原子軌道的概念，掌握核外電子排布的規(guī)則及應(yīng)用。能夠運(yùn)用能量最低原理、泡利原理和洪特規(guī)則分析原子的核外電子排布，并能夠運(yùn)用這些知識解釋一些化學(xué)現(xiàn)象。

2.能力培養(yǎng)：通過小組討論、實(shí)驗(yàn)操作等活動(dòng)，學(xué)生的合作能力、實(shí)踐操作能力和科學(xué)思維能力得到提升。學(xué)生能夠運(yùn)用科學(xué)方法解決問題，提高解決問題的能力。

3.情感態(tài)度：通過實(shí)驗(yàn)和討論等活動(dòng)，學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的興趣得到增強(qiáng)，對化學(xué)科學(xué)的基本觀念和學(xué)科價(jià)值有更深入的理解。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中養(yǎng)成了積極探究、合作交流的態(tài)度，能夠主動(dòng)參與課堂活動(dòng)。

4.行為習(xí)慣：在教學(xué)過程中，教師注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和行為規(guī)范，學(xué)生的注意力集中，課堂紀(jì)律得到改善，能夠更好地適應(yīng)課堂學(xué)習(xí)環(huán)境。七、內(nèi)容邏輯關(guān)系①電子云：用PPT展示電子云的圖像，讓學(xué)生觀察并描述電子云的特點(diǎn)。引導(dǎo)學(xué)生理解電子云是電子在原子核外空間的概率分布，表示電子出現(xiàn)的位置和概率密度。

②原子軌道：講解原子軌道的概念，介紹不同類型的原子軌道（s、p、d、f），并用PPT展示相應(yīng)的原子軌道圖像。讓學(xué)生觀察并描述不同原子軌道的特點(diǎn)。

③電子云與原子軌道的關(guān)系：強(qiáng)調(diào)電子云與原子軌道是描述電子在原子核外空間分布的不同方式，引導(dǎo)學(xué)生理解它們之間的聯(lián)系和區(qū)別。

2.核外電子排布的規(guī)則及應(yīng)用

①能量最低原理：講解能量最低原理的含義，即原子核外電子排布時(shí)，電子傾向于占據(jù)能量最低的狀態(tài)。用PPT展示能量最低原理的圖像和實(shí)例，讓學(xué)生觀察并解釋。

②泡利原理：講解泡利原理的含義，即在一個(gè)原子軌道上，最多只能容納兩個(gè)電子，且它們的自旋量子數(shù)必須相反。用PPT展示泡利原理的圖像和實(shí)例，讓學(xué)生觀察并解釋。

③洪特規(guī)則：講解洪特規(guī)則的含義，即在等價(jià)軌道上，電子將優(yōu)先占據(jù)一個(gè)軌道，并且自旋量子數(shù)相同。用PPT展示洪特規(guī)則的圖像和實(shí)例，讓學(xué)生觀察并解釋。

3.實(shí)踐活動(dòng)與小組討論

①原子軌道模型搭建實(shí)驗(yàn)：安排學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行原子軌道模型搭建實(shí)驗(yàn)，觀察模型的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，增強(qiáng)對電子云與原子軌道的理解。引導(dǎo)學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行討論。

②核外電子排布實(shí)例分析：讓學(xué)生分組討論，分析幾個(gè)典型元素（如氧、氮）的核外電子排布，應(yīng)用所學(xué)知識解釋。學(xué)生分組展示討論結(jié)果，并進(jìn)行互評和總結(jié)。

板書設(shè)計(jì)：

1.電子云與原子軌道

-電子云：電子在原子核外空間的概率分布

-原子軌道：不同類型的原子軌道（s、p、d、f）及其特點(diǎn)

-關(guān)系：電子云與原子軌道是描述電子分布的不同方式

2.核外電子排布的規(guī)則

-能量最低原理：電子傾向于占據(jù)能量最低的狀態(tài)

-泡利原理：一個(gè)原子軌道上最多容納兩個(gè)電子，自旋量子數(shù)相反

-洪特規(guī)則：等價(jià)軌道上，電子優(yōu)先占據(jù)一個(gè)軌道，自旋量子數(shù)相同

3.實(shí)踐活動(dòng)與小組討論

-原子軌道模型搭建實(shí)驗(yàn)：觀察模型運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，增強(qiáng)對電子云與原子軌道的理解

-核外電子排布實(shí)例分析：分析典型元素的核外電子排布，應(yīng)用所學(xué)知識解釋八、典型例題講解例1：解釋為什么氫原子的電子排布為1s1？

答案：根據(jù)能量最低原理，電子傾向于占據(jù)能量最低的狀態(tài)。氫原子的最外層只有一個(gè)電子，因此它將占據(jù)能量最低的1s軌道，形成1s1的電子排布。

例2：如何確定鈉原子的核外電子排布？

答案：鈉原子位于元素周期表的第11號元素，其電子排布為1s22s22p63s23p63d104s1。根據(jù)洪特規(guī)則，鈉原子的3d軌道上有一個(gè)電子，4s軌道上有一個(gè)電子，形成4s1的電子排布。

例3：解釋為什么氧原子的核外電子排布為1s22s22p4？

答案：氧原子位于元素周期表的第8號元素，其電子排布遵循能量最低原理和洪特規(guī)則。氧原子的最外層有8個(gè)電子，其中2個(gè)電子占據(jù)能量最低的1s軌道，2個(gè)電子占據(jù)2s軌道，2個(gè)電子占據(jù)2p軌道。根據(jù)洪特規(guī)則，2p軌道上的電子優(yōu)先占據(jù)一個(gè)軌道，因此氧原子的核外電子排布為1s22s22p4。

例4：如何確定鐵原子的核外電子排布？

答案：鐵原子位于元素周期表的第26號元素，其電子排布為1s22s22p63s23p63d