高中化學(xué)選修3教案：第一章第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

第一章第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

一、設(shè)計思想

新課程標(biāo)準(zhǔn)要求中學(xué)化學(xué)立足于學(xué)生，適應(yīng)現(xiàn)代生活和未來發(fā)展的需要，培養(yǎng)學(xué)生解決

實際問題的能力，教學(xué)應(yīng)確立以促進(jìn)學(xué)生發(fā)展為主的教育目標(biāo)，著眼于學(xué)生的發(fā)展，因此教

學(xué)的設(shè)計應(yīng)注重學(xué)生的主體地位，發(fā)揮教師組織和引導(dǎo)的主導(dǎo)作用，調(diào)動學(xué)生的主動性和積

極性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

二、教材分析

《原子結(jié)構(gòu)》選自化學(xué)選修3第一章第一節(jié),，屬于物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論基礎(chǔ)知識,是中學(xué)化學(xué)最

重要的基本理論之一，而原子結(jié)構(gòu)又是學(xué)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論和元素周期律的基礎(chǔ)，因此原子結(jié)

構(gòu)是本單元也是高中化學(xué)的教學(xué)重點(diǎn)。

本節(jié)知識充分考慮了初中化學(xué)和化學(xué)2中的原子結(jié)構(gòu)知識的基礎(chǔ)上，教科書不再重復(fù)建立

原子結(jié)構(gòu)的概念，而是直接建立核外電子的能層（即“電子層”）和能級（即“電子亞層”）

的概念，給出每一個能層有幾個能級，每個能級最多可以容納幾個電子，有了能層和能級的

概念，直接給出構(gòu)造原理，并根據(jù)構(gòu)造原理進(jìn)行核外電子排布；學(xué)生對原子結(jié)構(gòu)知識的認(rèn)識

是一個逐步深入的過程，同時，課本直接把構(gòu)造原理看做一個經(jīng)驗規(guī)律，直接給出了原子核

外電子排布順序，體現(xiàn)了很大的工具作用，使學(xué)生直接會用。

三、教學(xué)方法

復(fù)習(xí)法、延伸歸納法、討論法、引導(dǎo)分析法

四、學(xué)情分析

第一章第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)課時第一課時

1、進(jìn)一步認(rèn)識原子核外電子的分層排布

教

知識2、知道原子核外電子的能層分布及其能量關(guān)系

與3、知道原子核外電子的能級分布及其能量關(guān)系

學(xué)

技能4、能用符號表示原子核外的不同能級，初步知道量子數(shù)的涵義

5、識記常見元素。?36號）

目

過程與方法復(fù)習(xí)和沿伸、類比和歸納、能層類比樓層，能級類比樓梯。

的

情感態(tài)度價值觀充分認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)理論發(fā)展的過程是一個逐步深入完美的過程

重點(diǎn)原子核外電子的能層、能級分布及其能量關(guān)系

難點(diǎn)能用符號表示原子核外的不同能級

教學(xué)過程

教學(xué)步驟、內(nèi)容師生活動

［閱讀引言］思考并討論：

1、“物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)”與“物質(zhì)的性質(zhì)與變化”兩方面是什么關(guān)系？

2、物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)如何決定性質(zhì)？分別舉例說明。

［講］人類對原子的認(rèn)識史一一不同時期的原子結(jié)構(gòu)模型

1、公元前400多年前，希臘哲學(xué)家德謨克利特等人的觀點(diǎn)：物質(zhì)由原子構(gòu)

成，且原子是不可分的微粒；原子的結(jié)合和分離是萬物變化的根本。

2、19世紀(jì)初，英國科學(xué)家道爾頓提出近代原子說；物質(zhì)由原子組成，且原

子為實心球體，不能用物理方法分割；同種分子的質(zhì)量和性質(zhì)相同

3、1897年,英國科學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，提出原子結(jié)構(gòu)的“葡萄干布丁”

模型：原子是一個平均分布著正電荷的粒子，電子鑲嵌其中并中和正電荷，

使原子呈電中性，原子是可以再分的

4、盧瑟福原子模型：原子由原子核和核外電子組成。原子核帶正電荷，位

于原子的中心并幾乎集中了原子的全部質(zhì)量，電子帶負(fù)電荷，在原子核周圍

空間作高速運(yùn)動。

5、波爾原子模型：電子在原子核外一定軌道上繞核作高速運(yùn)動

6、原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)模型(電子云模型)：現(xiàn)代原子結(jié)構(gòu)學(xué)說：現(xiàn)代科

學(xué)家用量子力學(xué)的方法描述核外電子運(yùn)動，即運(yùn)用電子云模型描述核外電子

的運(yùn)動。

［問］宇宙什么是時候誕生的？我們的地球從那里來？

［板書］第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

一、開天辟地一原子的誕生

［講］1932年勒梅特首次提出了現(xiàn)代宇宙大爆炸理論：整個宇宙最初聚集在一

個“原始原子”中，后來發(fā)生了大爆炸，碎片向四面八方散開，形成了我們

的宇宙。大爆炸后兩小時，誕生了大量的H、少量的He及極少量的Li,然

后經(jīng)過長或短的發(fā)展過程，以上元素發(fā)生原子核的熔合反應(yīng)，分期分批的合

成了其它元素。

［問］有誰知道宇宙中最豐富的元素是那一種？宇宙年齡有多大？地球年齡

有多大？

［講］閱讀課本后回答：氫元素宇宙中最豐富的元素占88.6%(M1/8),另

外還有90多種元素，宇宙年齡距近約140億年，地球年齡已有46億年。

［強(qiáng)調(diào)］至今，所有恒星仍在合成元素，而且這些元素都是己知的，地球上的

元素僅22種。

［板書］1、氫元素宇宙中最豐富的元素

2、宇宙年齡距近約140億年，地球年齡已有46億年。

［閱讀］科學(xué)史話，說明思維性推測與科學(xué)假設(shè)的關(guān)系。

［復(fù)習(xí)］必修中學(xué)習(xí)的原子核外電子排布規(guī)律：

［投影］核外電子排布的排布規(guī)律

(1)核外電子總是盡量先排布在能量較低的電子層，然后由里向外，依次排

布在能量逐步升高的電子層(能量最低原理)。

(2)原子核外各電子層最多容納2n2個電子。

(3)原于最外層電子數(shù)目不能超過8個(K層為最外層時不能超過2個電子)。

(4)次外層電子數(shù)目不能超過18個(K層為次外層時不能超過2個)，倒數(shù)第

三層電子數(shù)目不能超過32個。

說明：以上規(guī)律是互相聯(lián)系的，不能孤立地理解。例如；當(dāng)M層是最外

層時，最多可排8個電子；當(dāng)M層不是最外層時，最多可排18個電子

［思考］這些規(guī)律是如何歸納出來的呢？

［板書］二、能層與能級

［講］由必修的知識，我們己經(jīng)知道多電子原子的核外電子的能量是不同的，

由內(nèi)而外可以分為：

［投影］第一、二、三、四、五、六、七……能層

符號表示K、L、M、N、0、P、Q.......

能量由低到高

［講］例如：鈉原子有11個電子，分布在三個不同的能層上，第一層2個

電子，第二層8個電子，第三層1個電子。由于原子中的電子是處在原子核

的引力場中，電子總是盡可能先從內(nèi)層排起，當(dāng)一層充滿后再填充下一層。

理論研究證明，原子核外每一層所能容納的最多電子數(shù)如下：

［投影］

能層一二三四五六七...

符號KLMN0PQ...

最多電子數(shù)28183250...

即每層所容納的最多電子數(shù)是：2n2（n：能層的序數(shù)）

［講］但是同一個能層的電子，能量也可能不同，還可以把它們分成能級（S、

P、d、f）,就好比能層是樓層，能級是樓梯的階級。各能層上的能級是不一

樣的。

［投影］能級的符號和所能容納的最多電子數(shù)如下：

能層KLMN0

能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f

最多電子數(shù)2262610261014

各能層電子數(shù)28183250

［講］在多電子的原子中，同一能層的電子，能量也可以不同。不同能量的電

子分成不同的能級。每個能層中，能級符號的順序是ns、np、nd、nf...。

任一能層的能級總是先從s能級開始，且該能層的能級數(shù)等于該能層序數(shù)。

如第一層只有一個能級（1s）,第二層有兩個能級（2s和2p）,即能級數(shù)=能層

序數(shù)。s、p、d、f……可容納的電子數(shù)依次是1、3、5、7……的兩倍

［學(xué)與問］英文字母相同的不同能級中所能容納的最多電子數(shù)是否相同？

［歸納］s能級：最多容納2個電子；p能級：最多容納6個電子；

d能級：最多容納10個電子；f能級：最多容納14個電子；

［思考與交流］第五能層中所能容納的最多電子數(shù)是多少？說出你推導(dǎo)的兩

種方法

第一，依據(jù)每一個能層最多可容納的電子數(shù)為2n2個，當(dāng)n=5,2n2=50

第二、第五能層中有5個能級一5s、5p、5d、5f\5g,最多電子數(shù)分別是2、

6、10、14、18,所能容納的最多電子數(shù)為50

［小結(jié)］對多電子原子的核外電子，按能量的差異將其分成不同的能層5);

各能層最多容納的電子數(shù)為2/A對于同一能層里能量不同的電子，將其分

成不同的能級(力；能級類型的種類數(shù)與能層數(shù)相對應(yīng)；同一能層里，能級

的能量按s、p、d、f的順序升高，即雙s)VE(p)〈雙d)VE(f)。

各能層所包含的能級類型及各能層、能級最多容納的電子數(shù)見下表:

能

層一二三；四五六七

(〃)

符pQ

KLMN0

號

能

級1s2s2p3s3P3d4s4p4d4f5s???.......

(7)

最多22626102610142???.......

電子

281832.......In

數(shù)

［隨堂練習(xí)］

1、現(xiàn)代大爆炸理論認(rèn)為：天然元素源于氫氮等發(fā)生的原子核的融合反應(yīng)。

這于一百多年前，普魯特運(yùn)用思辨性推測作出“氫是所有元素之母”的預(yù)

言，恰好“一致”。下列說法正確的是()

A科學(xué)研究中若能以思辨性推測為核心，就能加快科學(xué)的進(jìn)程

B普魯特“既然氫最輕，它就是其他一切元素之母”的推理是符合邏輯的

C“一致”是巧合，普魯特的預(yù)言沒有科學(xué)事實和理論支撐，只是一種猜測

D“現(xiàn)代大爆炸理論”是解釋宇宙誕生的唯一正確的理論

2.支撐“宇宙大爆炸”理論的重要事實之一是（）

A.宇宙原子總數(shù)的88.6%是氫B.地球上的元素絕大多數(shù)是金屬

C.普魯特“氫是元素之母”的預(yù)言D.宇宙中存在少量稀有氣體分子

3、以下能級符號正確的是（）

A6sB2dC3fD7p

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

知識

一、開天辟地一原子的誕生

結(jié)構(gòu)

1、氫元素宇宙中最豐富的元素

與

2、宇宙年齡距近約140億年，地球年齡已有46億年。

板書

二、能層與能級

設(shè)計

課后反思

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)課時第二課時

1、了解原子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理，能用構(gòu)造原理認(rèn)識原子的核外電子排布

知識2、能用電子排布式表示常見元素（1?36號）原子核外電子的排布

與3、知道原子核外電子的排布遵循能量最低原理

教

技能4、知道原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)的涵義

5、初步知道原子核外電子的躍遷及吸收或發(fā)射光譜，了解其簡單應(yīng)用

學(xué)

過程

目與復(fù)習(xí)和沿伸、動畫構(gòu)造原理認(rèn)識核外電子排布，親自動手書寫，體會原理

方法

的

情感

充分認(rèn)識原子構(gòu)造原理，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，有利于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)

態(tài)度

的興趣。

價值觀

重點(diǎn)電子排布式、能量最低原理、基態(tài)、激發(fā)態(tài)、光譜

難點(diǎn)電子排布式

教學(xué)過程

教學(xué)步驟、內(nèi)容師生活動

［課前練習(xí)］理論研究證明，在多電子原子中，電子的排布分成不同的能層，

同一能層的電子，還可以分成不同的能級。能層和能級的符號及所能容納的

最多電子數(shù)如下：

［投影］

各能層、能級中最多電子數(shù):

［思考］鉀原子的電子排布為什么是2、8、8、1而非2、8、9?

［板書］三、構(gòu)造原理

［投影］圖『2構(gòu)造原理：

［講］在多電子原子中，電子在能級上的排布順序：電子最先排布在能量低

的能級上，然后依次排布在能量較高的能級上。電子的排布遵循構(gòu)造原理

［板書］L構(gòu)造原理：絕大多數(shù)基態(tài)原子核外電子的排布的能級順序都遵

循下列順序：Is2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s...

［講］構(gòu)造原理揭示了原子核外電子的能級分布。從中可以看出，不同能層

的能級有交錯現(xiàn)象，如員3d)>￡(4s)、￡(4d)>￡(5s)、￡(5d)>￡(6s)、￡(6d)

>6(7s)、￡(4f)>￡(5p)、￡(4f)>￡(6s)等。

［板書］2、能級交錯現(xiàn)象(從第3電子層開始)：是指電子層數(shù)較大的某

些軌道的能量反低于電子層數(shù)較小的某些軌道能量的現(xiàn)象。

電子先填最外層的ns,后填次外層的(n-1)d,甚至填入倒數(shù)第三層

的(n-2)f的規(guī)律叫做“能級交錯”

［知識拓展］1、主量子數(shù)和角量子數(shù)之和越大，能量越高

2、主量子數(shù)和角量子數(shù)之和相等時，主量子數(shù)越大，能量越高

例如，4s軌道主量子數(shù)和角量子數(shù)之和為4,3d軌道主量子數(shù)和

角量子數(shù)之和為5,于是4s軌道的能量低于3d軌道的能量；而3d軌

道和4P軌道主量子數(shù)和角量子數(shù)之和均為5,但4p軌道的主量子數(shù)更

大，于是4P軌道的能量高于3d軌道的能量

［講］自然界一個普遍的規(guī)律是“能量越低越穩(wěn)定”。原子中的電子也

是如此。在不違反保里原理的條件下，電子優(yōu)先占據(jù)能量較低的原子軌

道，使整個原子體系能量處于最低，這樣的狀態(tài)是原子的基態(tài)。

［板書］3.能量最低原理：原子核外電子遵循構(gòu)造原理排布時，原子的能

量處于最低狀態(tài)。即在基態(tài)原子里，電子優(yōu)先排布在能量最低的能級里，然

后排布在能量逐漸升高的能級里。

［講］一切自然變化進(jìn)行的方向都是使能量降低，因為能量較低的狀態(tài)比較

穩(wěn)定，此謂能量最低原理。人是自然界的一員，我想也應(yīng)該適用于此原理。

所以人才會通過各種方式發(fā)泄和排解自己的各種能量。這其中包括喜怒哀樂

等情緒以運(yùn)動。不過釋放能量的方式還是要注意的，如小孩本身不能存儲過

多的情緒，想哭就哭、想笑就笑，沒有太大的沖擊；而成人能夠容納很多的

能量，所以感情更深沉豐富。但也有弊端，如果這些能量不能合理的排解，

一旦沖垮理智的大壩，江河泛濫，后果不堪設(shè)想。我想在我們提升自身修養(yǎng)

與胸懷的同時，一定要時刻注意心理能量的警戒線，及時合理宣泄自身的情

緒。有容乃大，無欲則剛。

［投影］部分原子的電子排布式，空著的自己填上:

原子元素兀素電子排布

序數(shù)名稱符號KLMN0

1氫HIs1

2MHeIs2

3鋰LiIs22s1

4皺Be

5硼B(yǎng)Is22s22p'

...

10NeIs22s22P6

11鈉Na

12鎂MgIs2s22P°3s2

13鋁Al

.??

［思考與交流］查元素周期表中銅、金、銀外圍電子排布，它們是否符合構(gòu)造

原理，你從中總結(jié)出什么規(guī)律？

Cu：［Ar］3d'"4s'Ag［Kr］4dI05s'Au［Xe］5d106s',如Cu根據(jù)構(gòu)造原理

先排4s再排3d,實際上采取了3d全充滿，4s半充滿的狀態(tài)。

［板書］4、對于同一電子亞層（能級）（等價軌道），當(dāng)電子排布為全充滿、半

充滿或全空時,原子是比較穩(wěn)定的。

［投影］相對穩(wěn)定的狀態(tài)有:全充滿：p6,cT,f"。全空：p°,d°,半充滿：

d5,

［思考與交流］元素周期表中鈉的電子排布寫成［Ne］3s'，是什么意義？模仿寫

出8號、14號、26元素簡化的電子排布式？

稀有氣體結(jié)構(gòu)，0：［He］2s，2p‘Si：［Ne］3s23P?Fe：［Ar］3d"4s）

［講］上式方括號里的符號的意義是：該元素前一個周期的惰性氣體電子排

布結(jié)構(gòu)

［板書］5、基態(tài)原子核外電子排布可簡化為：

［稀有氣體元素符號］+外圍電子（價電子、最外層電子）

［講］即將基態(tài)電子的原子排布式中與稀有氣體相同的部分用該稀有氣體的

元素符號表示。

［投影小結(jié)］構(gòu)造原理中排布順序的實質(zhì)-----各能級的能量高低順序

1）相同能層的不同能級的能量高低順序：ns<np<nd<nf

2）英文字母相同的不同能級的能量高低順序：ls<2s<3s<4s；2p<3p<4p;

3d<4d

3）不同層不同能級可由下面的公式得出：ns<（n-2）f<（n-l）d<np（n

為能層序數(shù)）

［隨堂練習(xí)］寫出（氯）、*Sc（銃）、3於（漠）的電子排布

氯：Is"2s22P63s23Ps

銃：Is22s22P63s23P63dzs2

漠：Is22s22P63s23P63dzs24Ps

［知識拓展］原子最外層、次外層及倒數(shù)第三層最多容納電子數(shù)的解釋：

1、依據(jù)：構(gòu)造原理中的排布順序，其實質(zhì)是各能級的能量高低順序可由公

式得出：ns<(n-2)f<(n-l)d<np

2、解釋：(1)最外層由ns,np組成，電子數(shù)不大于2+6=8

(2)次外層由(n-l)s(n-l)p(n-l)d組成，所容納的電子數(shù)不大于2+6+10=18

(3)倒數(shù)第三層由(n-2)s(n-2)p(n-2)d(n-2)f組成，電子數(shù)不大于

2+6+10+14=32

［過渡］通過上節(jié)課學(xué)習(xí)我們知道，電子排布都遵循能量最低原理，我們學(xué)習(xí)

第四部分。

［板書］四、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜

［討論］節(jié)日五顏六色的焰火是否是化學(xué)變化？若不是化學(xué)變化，與電子存在

什么關(guān)系？(參閱課本)。

［講］節(jié)日焰火與核外電子發(fā)生躍遷有關(guān)

［板書］1、基態(tài)一處于最低能量的原子。

激發(fā)態(tài)一當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會躍遷到較高能級，變成激發(fā)

態(tài)原子。

基態(tài)與激發(fā)態(tài)的關(guān)系：

［講］各種焰色反應(yīng)是由對應(yīng)的各種元素決定的。鈣、錮、鋼以及堿金屬的

揮發(fā)性化合物在高溫火焰中，接受了能量，使原子外層的電子從基態(tài)激發(fā)到

了高態(tài)，該電子處于激發(fā)態(tài)；處于激發(fā)態(tài)的電子是十分不穩(wěn)定的，在極短的

時間內(nèi)(約10-8s)便躍遷到基態(tài)或較低的能級上，并在躍遷過程中將能量

以一定波長的光能形式釋放出來。由于各種元素的能級是被限定的，因此在

向基態(tài)躍遷時釋放的能量也就不同。堿金屬及堿土金屬的能級差正好對應(yīng)于

可見光范圍，于是我們就看到了各種色彩。

激光的產(chǎn)生與電子躍遷有關(guān)

［問］同學(xué)們都聽說過“光譜”一詞，什么是光譜呢？

［板書］2、不同元素的原子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光，可以用光譜

儀攝取各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜

［講］資料：1868年8月18日，法國天文學(xué)家詹森赴印度觀察日全食，利用

分光鏡觀察日珥，從黑色月盤背面如出的紅色火焰，看見有彩色的彩條，是

太陽噴射出來的幟熱其他的光譜。他發(fā)現(xiàn)一條黃色譜線，接近鈉光譜總的D1

和D2線。日蝕后，他同樣在太陽光譜中觀察到這條黃線，稱為D3線。1868

年10月20日，英國天文學(xué)家洛克耶也發(fā)現(xiàn)了這樣的一條黃線。

經(jīng)過進(jìn)一步研究，認(rèn)識到是一條不屬于任何已知元素的新線，是因一種

新的元素產(chǎn)生的，把這個新元素命名為helium,來自希臘文helios(太陽),

元素符號定為He。這是第一個在地球以外，在宇宙中發(fā)現(xiàn)的元素。為了紀(jì)念

這件事，當(dāng)時鑄造一塊金質(zhì)紀(jì)念牌，一面雕刻著駕著四匹馬戰(zhàn)車的傳說中的

太陽神阿波羅(Apollo)像，另一面雕刻著詹森和洛克耶的頭像，下面寫著:

1868年8月18日太陽突出物分析。

［投影］發(fā)射光譜與吸收光譜

［講］原子光譜可分為發(fā)射光譜和吸收光譜

［板書］3、原子光譜的分類：

(1)物體發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜叫做發(fā)射光譜

(2)吸收光譜

［講］發(fā)射光譜：處于高能級的原子或分子在向較低能級躍遷時產(chǎn)生

輻射，將多余的能量發(fā)射出去形成的光譜。大量處于激發(fā)態(tài)的原子會發(fā)

出各不相同的譜線組成了氫原子光譜的全部譜線，由于產(chǎn)生的情況不

同，發(fā)射光譜又可分為連續(xù)光譜和明線光譜

［講］處于基態(tài)和低激發(fā)態(tài)的原子或分子吸收具有連續(xù)分布的某些波長

的光而躍遷到各激發(fā)態(tài)，形成了按波長排列的暗線或暗帶組成的光譜。

［講］光譜分為連續(xù)光譜和線狀光譜，氫原子光譜為線狀光譜。線狀光譜一

一具有特定波長、彼此分離的譜線所組成的光譜（上圖）。連續(xù)光譜一一由各

種波長的光所組成，且相近的波長差別極小而不能分辨所得的光譜.如陽光

形成的光譜。

［講］各種焰色反應(yīng)是由對應(yīng)的各種元素決定的。鈣、錮、鋼以及堿金屬的

揮發(fā)性化合物在高溫火焰中，接受了能量，使原子外層的電子從基態(tài)激發(fā)到

了高態(tài)，該電子處于激發(fā)態(tài)；處于激發(fā)態(tài)的電子是十分不穩(wěn)定的，在極短的

時間內(nèi)（約10—8s）便躍遷到基態(tài)或較低的能級上，并在躍遷過程中將能

量以一定波長的光能形式釋放出來。由于各種元素的能級是被限定的，因此

在向基態(tài)躍遷時釋放的能量也就不同。堿金屬及堿土金屬的能級差正好對應(yīng)

于可見光范圍，于是我們就看到了各種色彩。

［板書］3、光譜分析一利用原子光譜線上的特征譜線來鑒定元素。

［講］各元素的光譜是不同的，就像是元素的“指紋"，可以用來鑒別元素。

甚至可以根據(jù)光譜發(fā)現(xiàn)新的元素。

［講］通過原子光譜發(fā)現(xiàn)許多元素：如：鈉（I860年）和鋤（1861年），其

光譜中有特征的籃光和紅光。又如：1868年科學(xué)家們通過太陽光譜的分析發(fā)

現(xiàn)了稀有氣體氨。化學(xué)研究中利用光譜分析檢測一些物質(zhì)的存在與含量等

［閱讀］科學(xué)史話一玻爾與光譜。體會“類比”是一種科學(xué)思維方法；體

會理論對實驗的指導(dǎo)意義。

［隨堂練習(xí)］

1、同一原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)相比較（）

A、基態(tài)時的能量比激發(fā)態(tài)時高B、基態(tài)時比較穩(wěn)定

C、基態(tài)時的能量比激發(fā)態(tài)時低D、激發(fā)態(tài)時比較穩(wěn)定

2、生活中的下列現(xiàn)象與原子核外電子發(fā)生躍遷有關(guān)的是()

A、鋼鐵長期使用后生銹B、節(jié)日里燃放的焰火

C、金屬導(dǎo)線可以導(dǎo)電D、夜空中的激光

3、當(dāng)碳原子的核外電子排布由Is22s22P2轉(zhuǎn)變?yōu)镮s為s'2P-時，下列說法正確

的是

A.碳原子由基態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)B.碳原子由激發(fā)態(tài)變?yōu)榛鶓B(tài)

C.碳原子要從外界環(huán)境中吸收能量I).碳原子要向外界環(huán)境釋放能量

4、請根據(jù)構(gòu)造原理，寫出下列基態(tài)原子的電子排布式

(1)N(2)Ne(3)Br(4)Ca

5、若某基態(tài)原子的外圍電子排布為4d’5s2,則下列說法正確的是

A.該元素基態(tài)原子中共有3個電子B.該元素原子核外有5個電子層

C.該元素原子最外層共有3個電子D.該元素原子M能層共有8個電子

6、某元素的激發(fā)態(tài)原子的電子排布式為Is22s22P63s23P34sl則該元素

基態(tài)原子的電子排布式為；元素符號

為o

7、根據(jù)構(gòu)造原理寫出11、16、36號元素的基態(tài)的電子排布

知三、構(gòu)造原理

識1.構(gòu)造原理：絕大多數(shù)基態(tài)原子核外電子的排布的能級順序都遵循下列順序：ls2s

2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s...

結(jié)

2、能級交錯現(xiàn)象(從第3電子層開始)：是指電子層數(shù)較大的某些軌道的能量反低

構(gòu)

于電子層數(shù)較小的某些軌道能量的現(xiàn)象。

與

電子先填最外層的ns,后填次外層的(n-1)d,甚至填入倒數(shù)第三層的(n-2)

板f的規(guī)律叫做“能級交錯

書3.能量最低原理：原子核外電子遵循構(gòu)造原理排布時，原子的能量處于最低狀態(tài)。

迅即在基態(tài)原子里，電子優(yōu)先排布在能量最低的能級里，然后排布在能量逐漸升高的

設(shè)

能級里。

計

4、對于同一電子亞層（能級）（等價軌道），當(dāng)電子排布為全充滿、半充滿或全空時，原

子是比較穩(wěn)定的。

5、基態(tài)原子核外電子排布可簡化為：［稀有氣體元素符號］+外圍電子（價電子、最

外層電子）

四、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜

1、基態(tài)一處于最低能量的原子。

激發(fā)態(tài)一當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會躍遷到較高能級，變成激發(fā)態(tài)原子。

基態(tài)與激發(fā)態(tài)的關(guān)系：

2、不同元素的原子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素

的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜

3、光譜分析一利用原子光譜線上的特征譜線來鑒定元素。

課后反思

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)課時第三課時

知識1、了解原子核外電子的運(yùn)動規(guī)律，了解電子云的概念

教

與2、了解原子軌道圖及每個能級中的軌道分布情況和最大容納電子數(shù)

技能3、掌握泡利原理、洪特規(guī)則

學(xué)

過程與

復(fù)習(xí)和沿伸、進(jìn)一步認(rèn)識核外電子排布，親自動手書寫，體會原理

方法

目

情感態(tài)

充分認(rèn)識原子電子排布遵循的原則，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，有利于增強(qiáng)學(xué)

度價值

的生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

觀

重點(diǎn)泡利原理、洪特規(guī)則

難點(diǎn)泡利原理、洪特規(guī)則

教學(xué)過程

教學(xué)步驟、內(nèi)容師生活動

［設(shè)問］原子核外電子是如何運(yùn)動的呢？

［講］20世紀(jì)處，丹麥科學(xué)家玻爾把原子類比為太陽系，提出了原子的行星

模型。認(rèn)為核外電子象行星繞太陽那樣繞原子核運(yùn)動。1916年玻爾因此獲

得諾貝爾物理獎。然而，在后來的十年間，玻爾建立的行星模型被量子理論

學(xué)徹底否定了。

［引入］電子在核外空間運(yùn)動，能否用宏觀的牛頓運(yùn)動定律來描述呢？

［板書］五、電子云和原子軌道：

1、電子云

（1）電子運(yùn)動的特點(diǎn)：①質(zhì)量極小②運(yùn)動空間極?、蹣O高速運(yùn)動。

［講］因此，電子運(yùn)動不能用牛頓運(yùn)動定律來描述，只能用統(tǒng)計的觀點(diǎn)來描

述。我們不可能像描述宏觀運(yùn)動物體那樣，確定一定狀態(tài)的核外電子在某

個時刻處于原子核外空間如何，而只能確定它在原子核外各處出現(xiàn)的概率。

［講］概率分布圖看起來像一片云霧，因而被形象地稱作電子云。常把電子出

現(xiàn)的概率約為90%的空間圈出來，人們把這種電子云輪廓圖成為原子軌道。

［板書］2、原子軌道

［講］s電子的原子軌道都是球形的（原子核位于球心），能層序數(shù)越大，原

子軌道的半徑越大。這是由于Is,2s,3s……電子的能量依次增高，電子

在離核更遠(yuǎn)的區(qū)域出現(xiàn)的概率逐漸增大，電子云越來越向更大的空間擴(kuò)展。

這是不難理解的，打個比喻，神州五號必須依靠推動（提供能量）才能克服地

球引力上天，2s電子比1s電子能量高，克服原子核的吸引在離核更遠(yuǎn)的空

間出現(xiàn)的概率就比1s大，因而2s電子云必然比1s電子云更擴(kuò)散。

［講］P的原子軌道是紡錘形的，每個P能級有3個軌道，它們互相垂直，

分別以匕、P,、P”為符號。P原子軌道的平均半徑也隨能層序數(shù)增大而增大。

［板書］s電子軌道都是球形；P原子軌道是紡錘形分別以p*、p，、p,為符號。

D原子軌道是花瓣形的。

［講］量子力學(xué)告訴我們：ns能級各有一個軌道，np能級各有3個軌道，

nd能級各有5個軌道，nf能級各有7個軌道.而每個軌道里最多能容納2

個電子，通常稱為電子對，用方向相反的箭頭“tI”來表示。用□或。代

表一個原子軌道，可用箭頭表示一個電子，這樣的式子稱為軌道表示式或電

子排布圖。

［板書］3、泡利原理：一個原子軌道里最多只能容納2個電子，而且自旋

方向相反，這個原理成為泡利原理。

［思考］推理各電子層的軌道數(shù)和容納的電子數(shù)。

［講］對于基態(tài)原子來說（洪特規(guī)則的使用前提），在能量相等的軌道

上，自旋平行的電子數(shù)目最多時，原子的能量最低。所以在能量相等

的軌道上，電子盡可能自旋平行地多占不同的軌道。例如碳原子核外

有6個電子，按能量最低原理和保里不相容原理，首先有2個電子排

布到第一層的1s軌道中，另外2個電子填入第二層的2s軌道中，剩

余2個電子排布在2個p軌道上，具有相同的自旋方向，而不是兩個

電子集中在一個P軌道，自旋方向相反。

［板書］4、洪特規(guī)則：當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時，總是優(yōu)先單

獨(dú)占據(jù)一個軌道，而且自旋方向相同，這個規(guī)則是洪特規(guī)則。

［科學(xué)探究］下列表示的是第二周期中一些原子的核外電子排布，請說出每

種符號的意義及從中獲得的一些信息。

ggLU_lJ時伸口的國囹田園畫田g|MU

回回的旺園

BCNOF

由圖總結(jié)：1、每個原子軌道里最多只能容納幾個電子？

2、當(dāng)電子排面在同一能級時，有什么規(guī)律？

［小結(jié)］每個原子軌道里最多容納2個電子。當(dāng)電子排布在同一能級時，總

是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)不同的軌道而且自旋方向相同

［思考與交流］寫出24號、29號元素的電子排布式，價電子排布軌道式，閱

讀周期表，比較有什么不同，為什么？從元素周期表中查出銅、銀、金的外

圍電子層排布。它們是否符合構(gòu)造原理？

【知識拓展】

從元素周期表中查出銅、銀、金的外圍電子

層排布。它們是否符合構(gòu)造原理？

元素

CuAu

電子層贏Ag