2024-2025學年高中化學 專題2 第1單元 原子核外電子的運動 第1課時 原子核外電子的運動特征教案 蘇教版選修3

2024-2025學年高中化學專題2第1單元原子核外電子的運動第1課時原子核外電子的運動特征教案蘇教版選修3學校授課教師課時授課班級授課地點教具教學內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學內(nèi)容來自于2024-2025學年高中化學專題2第1單元，即“原子核外電子的運動”。具體內(nèi)容包括：

1.電子軌道的概念和電子云模型，讓學生了解電子在原子核外空間的運動狀態(tài)和分布情況。

2.電子亞層和原子軌道的分類，讓學生掌握不同類型的電子亞層和它們的空間構(gòu)型。

3.電子運動特征的數(shù)學表達式，讓學生學會用量子力學角度描述電子的運動狀態(tài)。

教學內(nèi)容與學生已有知識的聯(lián)系：

學生在之前的學習中已經(jīng)掌握了原子結(jié)構(gòu)的基本概念，如原子核、電子等。在此基礎上，本節(jié)課將深入探討電子在原子核外的運動特征，進一步加深學生對原子結(jié)構(gòu)的理解。同時，本節(jié)課所涉及的量子力學知識也將為后續(xù)學習原子光譜、化學鍵等內(nèi)容打下基礎。核心素養(yǎng)目標本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生的以下核心素養(yǎng)目標：

1.科學探究能力：通過觀察和分析電子云模型，學生能夠理解電子在原子核外的運動特征，培養(yǎng)他們的觀察能力和實驗能力。

2.證據(jù)推理與模型認知：通過學習電子軌道的概念和分類，學生能夠運用所學的知識解釋不同原子的電子排布規(guī)律，培養(yǎng)他們的證據(jù)推理和模型認知能力。

3.科學思維：通過學習電子運動特征的數(shù)學表達式，學生能夠理解量子力學在描述電子運動中的應用，培養(yǎng)他們的科學思維和解決問題的能力。

4.科學交流與合作：在小組討論和實驗過程中，學生能夠與他人合作，共同探討電子運動特征的問題，培養(yǎng)他們的交流與合作能力。教學難點與重點1.教學重點：

（1）電子云模型：電子云模型是描述電子在原子核外空間運動狀態(tài)和分布情況的重要模型。學生需要理解電子云的概念、特點及其表示方法。

（2）電子亞層和原子軌道：學生需要掌握不同類型的電子亞層和它們的空間構(gòu)型，如s、p、d、f亞層及其對應的原子軌道。

（3）電子運動特征的數(shù)學表達式：學生需要學會用量子力學角度描述電子的運動狀態(tài)，包括波函數(shù)、概率密度、能級等概念。

（4）電子排布規(guī)律：學生需要了解電子在原子核外的排布規(guī)律，如泡利不相容原理、能量最低原理、洪特規(guī)則等。

2.教學難點：

（1）電子云模型的理解：電子云模型是一種抽象的概念，學生難以直觀地理解電子在原子核外的運動狀態(tài)和分布情況。

（2）電子亞層和原子軌道的分類：電子亞層和原子軌道的分類及它們的空間構(gòu)型較為復雜，學生難以記憶和理解。

（3）電子運動特征的數(shù)學表達式的應用：波函數(shù)、概率密度、能級等概念具有較強的數(shù)學性質(zhì)，學生難以將其與電子運動狀態(tài)聯(lián)系起來。

（4）電子排布規(guī)律的應用：學生難以將泡利不相容原理、能量最低原理、洪特規(guī)則等規(guī)律應用于實際問題的解答。

針對上述重點和難點，教師在教學過程中應采用多種教學方法，如生動形象的比喻、動畫演示、實例分析等，幫助學生更好地理解和掌握知識。同時，通過設置有針對性的練習題，讓學生在實踐中鞏固所學內(nèi)容，提高解決問題的能力。教學資源1.軟硬件資源：多媒體投影儀、計算機、實驗室設備（如電子云模型展示儀）、教學黑板、粉筆等。

2.課程平臺：學校教學管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡教學平臺（如Moodle、Blackboard等），用于發(fā)布教學材料、作業(yè)和測試。

3.信息化資源：電子教材、教學PPT、動畫演示視頻、在線互動討論區(qū)、相關學術(shù)期刊和研究報告等。

4.教學手段：小組討論、實驗演示、案例分析、問題解決、互動式教學、翻轉(zhuǎn)課堂等。

5.輔助材料：原子結(jié)構(gòu)模型、電子云模型圖示、電子排布圖、習題集等。

6.評價工具：課堂提問、作業(yè)批改、實驗報告、階段性測試、小組協(xié)作評價等。教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預習任務：提供電子教材、PPT和實驗演示視頻，讓學生預習原子核外電子的運動特征。

-設計預習問題：提出問題如“電子云是如何描述電子在原子核外空間的分布的？”、“不同電子亞層的能量順序是怎樣的？”

-監(jiān)控預習進度：通過在線平臺收集學生的預習筆記和疑問。

學生活動：

-自主閱讀預習資料：學生閱讀電子教材和PPT，觀看實驗演示視頻。

-思考預習問題：學生針對問題進行思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預習成果：學生將通過思維導圖、概念圖或書面筆記形式提交預習成果。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：鼓勵學生獨立探索原子核外電子的運動特征。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺分享預習資源，方便學生訪問和交流。

作用與目的：

-幫助學生初步理解電子云模型和電子亞層的概念。

-培養(yǎng)學生獨立獲取信息和提出問題的能力。

2.課中強化技能

教師活動：

-導入新課：通過展示原子光譜圖，引導學生思考電子運動與光譜的關系。

-講解知識點：詳細講解電子云模型、電子亞層和原子軌道的分類。

-組織課堂活動：進行小組討論，分析不同原子的電子排布實例。

-解答疑問：針對學生的疑問，進行解答和指導。

學生活動：

-聽講并思考：學生專注聽講，記錄關鍵點和疑問。

-參與課堂活動：小組內(nèi)討論電子排布規(guī)律的應用實例。

-提問與討論：學生針對電子排布的復雜例子提出問題，與小組成員討論。

教學方法/手段/資源：

-講授法：通過講解來傳授電子運動的理論知識。

-小組討論法：通過小組合作來深化對電子排布規(guī)律的理解。

-實踐活動法：通過分析實例來實踐和應用電子排布的知識。

作用與目的：

-確保學生對電子云模型和電子亞層的理解。

-通過實例分析加深對電子排布規(guī)律的應用能力。

3.課后拓展應用

教師活動：

-布置作業(yè)：設計相關的練習題，鞏固學生對電子排布規(guī)則的應用。

-提供拓展資源：推薦學生閱讀相關的學術(shù)文章，了解電子排布的最新研究。

-反饋作業(yè)情況：批改作業(yè)并提供反饋，指出學生的錯誤和進步。

學生活動：

-完成作業(yè)：學生獨立完成作業(yè)，鞏固課堂上學到的知識。

-拓展學習：學生閱讀推薦的學術(shù)文章，拓寬知識視野。

-反思總結(jié)：學生撰寫課后反思，評價自己的學習效果和理解程度。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：學生獨立完成作業(yè)，發(fā)展自主學習的能力。

-反思總結(jié)法：學生通過反思來評價自己的學習過程和成果。

作用與目的：

-通過作業(yè)練習來鞏固學生對電子排布規(guī)則的掌握。

-通過拓展閱讀和研究來培養(yǎng)學生的學術(shù)素養(yǎng)和研究能力。

-通過反思總結(jié)來促進學生對自己的學習過程的深入理解。拓展與延伸1.提供了與本節(jié)課內(nèi)容相關的拓展閱讀材料，包括：

-《現(xiàn)代化學基礎》：介紹了電子云模型的數(shù)學描述和計算方法。

-《化學鍵的本質(zhì)》：探討了電子排布與化學鍵形成的關系。

-《原子光譜學導論》：詳細介紹了原子光譜的產(chǎn)生原理和應用。

-《量子化學原理》：深入討論了量子力學在化學中的應用，特別是電子排布和能級的計算。

2.鼓勵學生進行課后自主學習和探究，提出以下建議：

-學生可以進一步研究電子云模型的計算方法，了解不同程序是如何模擬電子排布的。

-學生可以嘗試閱讀一些關于化學鍵形成的案例研究，了解電子排布在實際應用中的作用。

-學生可以參與在線論壇或?qū)W術(shù)社群，與其他學生或?qū)I(yè)人士討論電子排布的問題，分享自己的見解和研究成果。

-學生可以嘗試設計一些簡單的實驗，觀察不同元素的光譜，嘗試解釋觀察到的現(xiàn)象背后的電子排布規(guī)律。教學評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：

-觀察學生在課堂上的參與程度，包括發(fā)言、提問、回答問題等，了解他們對電子云模型和電子亞層概念的理解程度。

-評估學生在小組討論中的表現(xiàn)，看他們是否能有效地溝通、協(xié)作和解決問題。

2.小組討論成果展示：

-學生需要展示他們的討論成果，包括對電子排布規(guī)律的理解和應用。

-評價學生展示的清晰度、邏輯性和創(chuàng)造性，以及他們對問題的深入分析能力。

3.隨堂測試：

-設計一些隨堂測試題目，以評估學生對原子核外電子運動特征的掌握程度。

-通過測試結(jié)果，分析學生對電子云模型、電子亞層和原子軌道的理解，以及他們在解決問題時的能力。

4.作業(yè)完成情況：

-評估學生完成作業(yè)的質(zhì)量，包括對電子排布規(guī)則的應用和理解。

-注意學生是否能夠獨立思考，提出自己的見解，并正確地解決問題。

5.教師評價與反饋：

-針對學生在各方面的表現(xiàn)，教師需要給予及時的反饋和指導。

-強調(diào)學生的優(yōu)點，鼓勵他們繼續(xù)保持，并在需要改進的地方提供具體的建議。

-與學生討論他們的學習進步和遇到的困難，幫助他們找到提高的方法。

-鼓勵學生提出問題，解答他們的疑惑，并引導他們進行深入的思考和探究。典型例題講解1.例題一：解釋電子云模型，并給出一個具體的例子來說明它。

答案：電子云模型是描述電子在原子核外空間運動狀態(tài)和分布情況的模型。例如，氫原子的電子云模型表示電子在原子核周圍的空間分布是均勻的，概率密度為100%。

2.例題二：根據(jù)泡利不相容原理，解釋為什么元素的原子序數(shù)大于18。

答案：泡利不相容原理指出，一個原子中的電子亞層中最多只能有兩個自旋相反的電子。由于元素的原子序數(shù)是從1開始的，因此元素的原子序數(shù)最多為18。

3.例題三：根據(jù)洪特規(guī)則，解釋為什么電子在相同亞層的能級中優(yōu)先填充能級高的軌道。

答案：洪特規(guī)則指出，電子在相同亞層的能級中優(yōu)先填充能級高的軌道。這是因為電子在能級高的軌道上具有更高的能量，更穩(wěn)定。

4.例題四：解釋電子排布規(guī)律，并給出一個具體的例子來說明它。

答案：電子排布規(guī)律包括泡利不相容原理、能量最低原理和洪特規(guī)則。例如，鈉元素（原子序數(shù)為11）的電子排布為1s22s22p?3s2，符合泡利不相容原理、能量最低原理和洪特規(guī)則。

5.例題五：根據(jù)電子排布規(guī)律，解釋為什么元素的原子序數(shù)大于87。

答案：元素的原子序數(shù)大于87的原因是，由于電子排布規(guī)律，電子在同一亞層的能級中優(yōu)先填充能級高的軌道，導致電子逐漸填充到更高的亞層。當電子填充到第五個亞層時，原子序數(shù)達到87，因此元素的原子序數(shù)大于87。反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.結(jié)合多媒體教學與實驗演示，使抽象的理論知識更直觀易懂。

2.利用小組討論和角色扮演，提高學生的參與度和興趣。

3.采用翻轉(zhuǎn)課堂的方式，鼓勵學生自主學習和探索。

（二）存在主要問題

1.學生對電子云模型的理解不夠深刻，需