高中化学-【课堂实录】原子轨道-原子结构模型教学设计学情分析教材分析课后反思

【教学设计】原子结构模型——第2课时量子力学对原子核外电子运动状态的描述——原子轨道【教学目标】1、据已有知识，能够知道电子在原子核外运动是以能量为依据分层排布的2、从能级角度进一步细分原子核外电子的运动区域，每一层中都含有哪些能级、个数多少。3、通过阅读课本能说出四个量子数的关系及电子的自旋状态。4、能够描述S、P原子轨道的形状，知道原子轨道的伸展方向和该类型轨道数量相等。【教学重点】原子轨道、能级、电子自旋、电子云【教学难点】多电子原子中，核外电子分不同的能层，同一能层又分成能级【教学过程】教学环节活动时间教学内容教师活动学生活动设计意图复习5分钟复习检测练习1、道尔顿的原子学说曾经起了很大的作用。他的学说中包含有下述三个论点：①原子是不能再分的粒子；②同种元素的原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。从现代的观点来看，你认为这三个论点中不确切的是A．只有③B．只有①③C．只有②③D．①②③2、汤姆逊的原子学说中葡萄干指的是什么?3人们对原子结构的认识，同其他科学事实一样经历了一个不断探索，不断深化的过程，下列关于原子结构模型的演变过程中，正确的是A．汤姆逊原子模型→道尔顿原子模型→卢瑟福原子模型→玻尔原子模型→量子力学模型B．汤姆逊原子模型→卢瑟福原子模型→玻尔原子模型→量子力学模型→道尔顿原子模型C．道尔顿原子模型→卢瑟福原子模型→汤姆逊原子模型→玻尔原子模型→量子力学模型D．道尔顿原子模型→汤姆逊原子模型→卢瑟福原子模型→玻尔原子模型→量子力学模型检测，引导1、人类对原子结构的认识历史：为什么氢原子光谱是线状光谱学生练习回顾知识总结：1、道尔顿：原子学说汤姆生：“葡萄干面包式”模型卢瑟福：带核原子结构模型玻尔：原子轨道模型现代量子力学模型2、若由光谱仪获得的光谱是由各种波长的光所组成，且相近的波长差别极小而不能分辨，则所得光谱为连续光谱。如阳光等若由光谱仪获得的光谱是由具有特定波长的、彼此分立的谱线所组成的，则所得光谱为线状光谱。如氢原子光谱等。从化学角度理解为：电子连续地辐射能量可形成连续光谱；电子不能连续地辐射能量可形成线状光谱。复习旧知识，引入新问题，一、提出问题导入新课10分钟介绍一些光谱现象，评价“玻尔原子结构模型”的贡献和存在的不足。提出问题：原子光谱带来的疑问？教师在学生评价的基础上，整理“玻尔原子结构模型”的贡献：（1）说明了激发态原子为什么会发射光线（2）成功解释了氢原子光谱是线状光谱的实验现象（3）提出了主量子数n的概念及处于不同轨道上的电子能量量子化的理论，为量子力学的原子结构模型打下了基础。介绍一些光谱现象和其他现象：（1）玻尔理论电子延着固定的轨道绕核运动的观点，不符合电子运动的特性。（2）玻尔理论不能解释多原子光谱，也不能解释氢原子光谱的精细结构。教师讲解：20世纪20年代中期建立的量子理论，引入了四个量子数，解释了原子光谱的实验现象，成为现代化学的理论基础。【板书】第1节原子结构模型原子结构的量子力学模型（1）评价“玻尔原子结构模型”的贡献，通过一些光谱现象和其他现象，知道“玻尔原子结构模型”存在的不足。使学生明白“玻尔原子结构模型”的贡献和不足，并顺其自然的导入新课题。二、展开新课10分钟主量子数n波尔模型中已经提到电子层能量由低到高练习：下列各层电子能量的从低到高的顺序是A.M层B.K层C.N层D.L层教师引入：主量子数n一般来说，主量子数n越大，处于该层的电子离原子核越远、能量越高。【板书】1.主量子数n能量关系一般为：EK<EL<EM<EN<EO<EP<EQ了解主量子数n的大小与离核远近和能量高低的关系。理解：n就是电子层数，电子层数多得能量高1.巩固新学知识。2.培养合作意识3.解决新课开始提出的问题。让学生理解同一电子层电子的能量可能不同，存在能级10分钟2.角量子数ι练习：找出下列条件下能级的数目,并写出其能级的符号A.n=1B.n=2C.n=3D.n=4▲教师引入：角量子数ι既能级或电子亚层。处于同一电子层上的电子能量也不尽相同，根据这种能量差异，一个能层分为一个或若干个能级（或电子亚层），分别用符号s、p、d、f等表示。▲【板书】2.角量子数ι①主量子数n与角量子数ι的关系对于确定的n值，ι共有n个值，分别为：0、1、2、3……(n-1)②角量子数ι的光谱学符号ι0123符号spdf③能级的记录方法举例：若主量子数n=2，角量子数ι有0和1两个取值。既第二能层有两个能级,记做2s、2p。④能级顺序：Ens<Enp<End<Enf1、学生完成下列习题2、交流·讨论钠原子光谱由n=4的状态跃迁到n=3的状态，会产生多条谱线，为什么？练习，讨论，归纳10分钟3、磁量子数m练习:找出下列条件下原子轨道的数目A.n=1B.n=2C.n=3▲【板书】3.磁量子数m:每一电子亚层的原子轨道数m可以取(2l+1)个数值.如l=0,m只可以取0，对应的谱线只有一条.如l=1,m可以取0，±1,对应的谱线有三条….n、l、m确定，原子轨道就确定了.学生听讲，练习，讨论，归纳让学生理解每个电子层有n2个原子轨道4、自旋量子数ms:练习:实验证明,同一原子中电子的运动状态均不相同.试推断:每个原子轨道最多有几个电子?每个电子层最多有多少个电子?▲【板书】4、自旋量子数ms:描述在能量完全相同时电子运动的特殊状态(简称为电子自旋状态).处于同轨道上的电子的自旋状态只有两种.分别用ms=+1/2(通常用符号↑表示).ms=-1/2(通常用符号↓表示).学生听讲，练习，讨论，归纳让学生理解每层最多容纳的电子数是怎么判断为2n2概括整合

10分钟填写表格，小结：1、原子轨道:量子力学中单个电子的空间运动状态2、描述原子轨道的量子数是:n、l、m.3、描述电子运动的量子数是:n、l、m、ms4、n、l、m、ms的取值与原子轨道数,可容纳的电子数的关系每层的能级数值=电子层数(n)每层的轨道数=电子层数的平方(n2)每层最多容纳的电子数为=2×电子层数的平方(2n2)对学生的整理加以完善进行小结讨论归纳整理本课时主题知识培养学生归纳总结能力评测练习1.下列各电子层，不包含d能级的是（）。A.N电子层B.M电子层C.L电子层D.K电子层2.下列能级中，轨道数为5的是（）。

A.s能级B.p能级C.d能级3.以下各能级能否存在？如果能存在，各包含多少轨道？（1）2s：（2）2d（3）4p（4）5d4.写出下列各组量子数表示的原子轨道的符号。（1）n=1，l=1（2）n=4，l=0（3）n=5，l=25.下列几组量子数能够同时存在的是（）。A.3、2、2、-1/2B.3、0、-1、+1/2C.2、2、2、2D.1、0、0、0【板书设计】第1节原子结构模型原子结构的量子力学模型1.主量子数n能量关系一般为：EK<EL<EM<EN<EO<EP<EQ2.角量子数ι①主量子数n与角量子数ι的关系对于确定的n值，ι共有n个值，分别为：0、1、2、3……(n-1)②角量子数ι的光谱学符号ι0123符号spdf③能级的记录方法举例：若主量子数n=2，角量子数ι有0和1两个取值。既第二能层有两个能级,记做2s、2p。④能级顺序：Ens<Enp<End<Enf3.磁量子数m原子轨道数n24、自旋量子数ms每一层容纳的电子数2n223.【学情分析】在高中必修二的化学内容中，只简单地介绍了电子层的简单分布，没有从量子力学角度对原子核外电子运动状态的描述，更不了解原子轨道与能级的关系。在必修一中学生知道醋酸是一种弱电解质，存在部分电离。在必修二中要解决下列问题：（1）如何证明醋酸是一种酸？如何解释？有哪些应用？（2）如何利用乙酸的结构来解释酯化反应？【效果分析】本节课是采取逐步引导式分层探究教学，即开始通过学生体验氢原子的光谱开始，探究钠原子的光谱，进行演示活动，激发学生的兴趣，让学生由浅入深，理解原子轨道与核外电子运动状态的描述，这样就可以借助差异，理解能级与原子轨道的的对应情况。道理明白后，然后就是综合运用，通过例题引入两种方法：动画演示和图形模型，并进行当堂演示实验，进行比较，让学生轻松的找到知识的掌握方法，使学生在加深对知识理解的同时，又提高了教学效果。【教材分析】本模块选修课程是在必修课程基础上为满足学生的不同需要而设置的。旨在让学生了解人类探索物质结构的重要意义和基本方法，研究物质构成的奥秘，认识物质结构与性质之间的关系，提高分析问题和解决问题的能力。对原子结构模型的学习1、只要求学生学会用能层、能级理解原子核外电子是分层排布的，不要求引入四个量子数来描述核外电子的运动状态。2、可运用图形、模型或电教手段等来说明核外电子的运动状态和电子云。基本要求：1.1知道在多电子原子中，核外电子分不同的能层，同一能层又分成能级。2.1能用电子排布式表示常见元素（1-36号）原子核外电子的排布。2.2知道电子云、原子轨道、电子自旋的涵义。2.3知道不同原子轨道的形状、伸展方向、能量高低顺序和表示形式。【评测练习】当堂评测习题：1.下列各电子层，不包含d能级的是（）。A.N电子层B.M电子层C.L电子层D.K电子层答案:C、D2.下列能级中，轨道数为5的是（）。

A.s能级B.p能级C.d能级答案:C3.以下各能级能否存在？如果能存在，各包含多少轨道？（1）2s：（2）2d（3）4p（4）5d答案：（1）2s存在，轨道数为1（2）2d不能存在（3）4p存在，轨道数为3（4）5d存在，轨道数为54.写出下列各组量子数表示的原子轨道的符号。（1）n=1，l=1（2）n=4，l=0（3）n=5，l=2答案：2p4s5d5.下列几组量子数能够同时存在的是（）。A.3、2、2、-1/2B.3、0、-1、+1/2C.2、2、2、2D.1、0、0、0答案：A课后评测练习：1.写出下列能级符号（1）n=5,ι=0（2）n=3,ι=1（3）n=4,ι=2（4）n=5,ι=32.写出下列能级的n、ι值（1）3p（2）4s（3）6f（4）5d3.下列能级可能存在的是（）(A)1p(B)2d(C)3f(D)5d4.将下列能级按能量由高到低的顺序排列出来（1）(A)4s(B)4d(C)4f(D)4p_______________________________________（2）(A)1s(B)2s(C)2p(D)3d(E)3p(F)4d(G)4f_______________________________________5.填写下表主量