2023-2024學(xué)年高中化學(xué)2.1原子核外電子的運(yùn)動第2課時教案蘇教版選擇性必修2

2.1原子核外電子的運(yùn)動(第2課時)一、核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)1.能舉例說明原子核外電子排布的構(gòu)造原理;2.能用電子排布式、軌道表示式表征1~36號元素基態(tài)原子的核外電子排布。二、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)電子排布式、軌道表示式表征1~36號元素基態(tài)原子的核外電子排布難點(diǎn)電子排布式、軌道表示式表征1~36號元素基態(tài)原子的核外電子排布三、教學(xué)方法講授法、討論法四、教學(xué)工具PPT五、教學(xué)過程【講述】原子核外電子運(yùn)動狀態(tài)的描述涉及電子層、原子軌道和電子自旋。為了確定原子核外電子所處的原子軌道，人們需要討論原子核外電子排布。科學(xué)家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，電子是按順序填充的，填滿一個能級之后再填下一個能級，這種規(guī)律稱為構(gòu)造原理?！局v述】1、能量最低原理原子核外電子先占據(jù)能量低的軌道，然后依次進(jìn)入能量較高的軌道，這樣使整個原子處于能量最低的狀態(tài)，從而滿足能量最低原理。【展示】原子軌道圖【講述】構(gòu)造原理中的能級順序,其實(shí)質(zhì)是各能級能量由低到高的順序。絕大多數(shù)原子核外電子的填充順序符合構(gòu)造原理中的能級順序【展示】核外電子填充順序圖【生】核外電子填充順序：1s---2s---2p---3s---3p--4s--3d—4p--5s--4d---5p---6s---4f---5d---6p---7s---5f—6d【講述】1、電子所排的軌道順序：1s；2s2p；3s3p；4s3d4p；5s4d5p;6s4f5d6p；7s5f6d2、各軌道的能量高低順序：ns<(n-2)f<(n-1)d<np存在著能級交錯：能級交錯是指電子層數(shù)較大的某些軌道的能量反而低于電子層數(shù)較少的某些軌道能量的現(xiàn)象。從第4電子層開始出現(xiàn)此現(xiàn)象。如：E4s<E3d，E5s<E4d，E6s<E4f<E5d?！締枴扛鶕?jù)核外電子在能層中的排布規(guī)律，畫出Ar的原子結(jié)構(gòu)示意圖。【生】獨(dú)立完成?！菊故尽緼r的原子結(jié)構(gòu)示意圖和能級電子排布圖【講述】核外電子在能級中的排布順序：電子首先填入能量最低的1s能級，直至將該能級填滿。在1s、2s能級填滿后，電子填入2p能級，直至2p能級填滿……1s→2s→2p→3s→3p【問】根據(jù)核外電子在能層中的排布規(guī)律，畫出K的原子結(jié)構(gòu)示意圖。分析K中電子填入的能量最高的能級，并說明判斷的依據(jù)?！旧开?dú)立完成。【展示】K的原子結(jié)構(gòu)示意圖和能級電子排布圖【講述】1s→2s→2p→3s→3p→4s電子排布式是用核外電子分布的能級及各能級上的電子數(shù)來表示電子排布的式子。表示方法：nsx例：基態(tài)原子電子排布式H1s1

C1s22s22p2

“三步法”書寫電子排布式構(gòu)造原理是書寫基態(tài)原子電子排布式的依據(jù)。第一步：按照構(gòu)造原理寫出電子填入能級的順序，1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s……第二步：根據(jù)各能級容納的電子數(shù)填充電子。第三步：去掉空能級，并按照能層順序排列即可得到電子排布式?！締枴繉懗鲡c、氬、鉀的電子排布式【生】獨(dú)立完成。【展示】鈉、氬、鉀的電子排布式。【問】Fe原子序數(shù)為26，如何寫基態(tài)原子電子排布式？【生】1s22s22p63s23p63d64s2【展示】能級交錯的動畫【講述】電子排布式書寫注意：1、在書寫電子排布式時，電子層序數(shù)小的能級要寫在左邊，不能按填充順序?qū)憽?、充入電子時按構(gòu)造原理，而書寫時按電子層次序！為了避免電子排布式書寫過繁，可以把內(nèi)層電子已達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分寫成“原子實(shí)”，以稀有氣體的元素符號外加方括號表示。如：Na[Ne]3s1【問】寫出K和Fe簡化電子排布式【生】獨(dú)立完成【展示】K和Fe簡化電子排布式。2、泡利不相容原理【講述】每個原子軌道最多容納兩個自旋狀態(tài)不同的電子。1、每一種運(yùn)動狀態(tài)的電子只有一個。2、由于每一個原子軌道包括兩種運(yùn)動狀態(tài)，所以每一個原子軌道最多只能容納兩個自旋方向相反的電子。3、因?yàn)閟、p、d、f軌道的原子軌道數(shù)分別為1，3，5，7個，所以s、p、d、f各原子軌道分別最多能容納2，6，10，14個電子。【展示】【講述】軌道表示式軌道表示式又稱電子排布圖,即將每一個原子軌道用一個方框表示,在方框內(nèi)標(biāo)明基態(tài)原子核外電子分布的式子，是表述電子排布的一種圖式?！?s2s2p3s↑↓↑↑↓↑↓↑↓【展示】鈉的軌道表示式方框(也可用圓圈)表示原子軌道，能量相同的原子軌道的方框相連。各軌道按照離核由近到遠(yuǎn)，從左到右依次排列。用箭頭表示處于特定自旋方向的電子。【問】寫出氫氦鋰鈹硼的基態(tài)原子可能的軌道表示式【生】獨(dú)立完成。【展示】氫氦鋰鈹硼的基態(tài)原子軌道表示式【講述】3、洪特規(guī)則原子核外電子在能量相同的各個軌道上排布時，電子盡可能分占在不同的原子軌道上，且自旋狀態(tài)相同，這樣整個原子的能量最低，這個規(guī)則稱為洪特規(guī)則。【問】寫出基態(tài)碳原子可能的軌道表示式【生】獨(dú)立完成。【展示】基態(tài)碳原子正確的軌道表示式。【講述】洪特規(guī)則特例譜實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，能量相同的原子軌道在全滿、半滿和全空條件時，體系能量較低，原子較穩(wěn)定。相對穩(wěn)定的狀態(tài)：全充滿：p6、d10、f14，半充滿:p3、d5、f7，全空:p0、d0、f0?！締枴繉懗?4Cr軌道表示式【生】獨(dú)立完成?！菊故尽?4Cr軌道表示式有兩組半滿的原子軌道【問】以軌道表示式來寫出鉻、銅電子排布式【生】獨(dú)立完成【展示】鉻、銅電子排布式【展示】鐵原子的電子排布圖動畫【問】寫出Fe2+、Fe3+的軌道表示式【生】獨(dú)立完成【展示】【講述】在化學(xué)反應(yīng)中，一般是原子的外圍電子（對于主族元素的原子而言，外圍電子就是最外層電子）發(fā)生變化。所以，描述原子核外電子排布時，也可以僅寫出原子的外圍電子排布式（價層電子排布式）。價電子的位置：ⅰ對于主族元素和零族元素來說，價電子就是最外層電子表示方法：nsx或nsxnpy例如：Cl的價層電子排布式為3s23p5ⅱ對于副族和第VIII族元素來說，價電子除最外層電子外，還可能包括次外層電子表示方法：(n-1)dxnsy或ndx(鈀4d10)或(n-2)fx(n-1)dynsz或(n-2)fxnsy例如：Cr的價層電子排布式為3d54s1。【展示】1~36號元素的原子外圍電子排布【問】找出Na、Al、Fe、Mn、Br、Kr價層電子排布式【生】小組合作完成?！締枴繉懗?9Cu的價層電子排布式和價層電子軌道表示式（價層電子排布圖）【生】獨(dú)立完成【講述】基態(tài)原子核外電子排布的表示方法，以硫(S)為舉例七圖式：原子結(jié)構(gòu)示意圖、電子式、電子排布式、簡化電子排布式、價電子排布式、電子排布圖、價層電子排布圖?！局v述】二、原子光譜在通常情況下，原子核外電子的排布總是使整個原子處于能量最低的狀態(tài)?！菊故尽炕鶓B(tài)氫原子圖【講述】基態(tài)氫原子：處于能量最低狀態(tài)的氫原子?！菊故尽考ぐl(fā)態(tài)氫原子圖【講述】基態(tài)原子吸收能量，其中的電子會發(fā)生躍遷，由于電子躍遷，原子處于比基態(tài)能量高的狀態(tài)，形成激發(fā)態(tài)原子。不同原子的電子發(fā)生躍遷時可以吸收不同的光，用光譜儀可以攝取各種原子吸收光譜?！菊故尽考ぐl(fā)態(tài)氫原子電子躍遷圖【講述】當(dāng)電子從較高能量的狀態(tài)躍遷至較低能量的狀態(tài)，乃至基態(tài)時，會釋放能量?！菊故尽考ぐl(fā)態(tài)氫原子電子躍遷釋放光圖【講述】光是電子躍遷釋放能量的重要形式之一。不同原子的電子發(fā)生躍遷時可以發(fā)射不同的光，用光譜儀可以攝取各種原子的發(fā)射光譜?！菊故尽夸?、氦、汞的發(fā)射光譜和鋰、氦、汞的吸收光譜【講述】各種原子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱為原子光譜?！菊故尽肯嚓P(guān)圖片【講述】原子光譜的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)新元素；2、檢驗(yàn)元素；3、煙火【課堂小結(jié)】師生一起回顧和總結(jié)。一、原子核外電子排布遵循的原理和規(guī)則能量最低原理、泡利不相容原理、洪特規(guī)則二、原子核外電子排布的表示式原子結(jié)構(gòu)示意圖、電子排布式、價電子排布式、軌道表示式（電子排布圖)【課堂練習(xí)】1、構(gòu)造原理揭示的電子排布能級順序,實(shí)質(zhì)是各能級能量高低。若以E(nl)表示某能級的能量,以下各式中正確的是()A.E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d)B.E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)C.E(4s)<E(3s)<E(2s)<E(1s)D.E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d)答案：B2.下列離子中d軌道達(dá)半充滿狀態(tài)的是()A.Cr3+ B.Cu+ C.Co3+ D.Fe3+答案：D3.氧離子中電子的運(yùn)動狀態(tài)有()A.3種 B.8種 C.10種 D.12種答案：C(1)寫出砷的元素符號,原子中所有電子占據(jù)個能級,共占有個軌道,核外共有個不同運(yùn)動狀態(tài)的電子。

(2)寫出元素Ni的名稱,該元素在周期表