1.1.3电子云与原子轨道教学设计高二化学人教版选择性必修2

课题1.1.3电子云与原子轨道（第3课时）课型新课学情分析学生在此前的学习中知道了原子核外电子的排布规律，掌握了能层、能级的概念，并且容易产生电子在固定轨道上运动的片面认知。因此，本节课在此基础上要帮助学生理解核外电子运动状态及特点，利用电子云模型描述电子运动状态。教材分析初中化学和高中化学必修课程中，已介绍了电子层、原子结构示意图、各电子层容纳的电子数等知识。在本节中，教材围绕“核外电子排布”这个核心知识点按两条线索进行编写，一是围绕核外电子排布介绍了构造原理，进而让学生掌握书写136号元素基态原子的核外电子排布式；二是围绕“核外电子运动状态”，引出了原子轨道，再从原子轨道的视角进一步研究核外电子排布。本节前两个课时，通过能级的概念来体现电子运动的能量状态具有量子化的特征，并直接给出能级的概念及能级的符号，及1s、2s、2p、3s、3p、3d……这些能级的能量是不连续的，是有高低之分的，进而就有了原子的基态和激发态。有了能级概念，紧接着以光谱学事实为基础，教材直接给出构造原理，以及根据构造原理介绍了如何书写基态原子的电子排布式，并以表格形式写出一些元素基态原子的电子排布式。本课时起将介绍核外电子的空间运动状态，先借用电子云及其轮廓图的方式，形象的引出原子轨道的概念，并把重点集中在原子轨道的“数”和“形”上，“形”仅限于s轨道和p轨道。有了原子轨道的概念后，运用原子轨道进一步研究核外电子的运动状态，从而引出了泡利原理、电子的轨道表示式、洪特规则等知识。设计理念借用电子云及其轮廓图的学习，引出原子轨道的相关知识。教学目标【教学目标】1．能说明微观粒子运动状态与宏观物体运动特点的差异，建立对原子结构的模型认知。2.知道电子的运动状态可以通过电子云模型来描述。3.知道s轨道和p轨道的电子云形状及其所表示的含义。【评价目标】1．通过对比微观粒子运动状态与宏观物体运动特点的差异,诊断并发展学生对核外电子运动状态的认知水平。2．通过反向模拟s电子云轮廓图的形成过程，诊断并发展学生对电子云轮廓图的认知水平。3．通过用橡皮泥等物品自制原子轨道模型，诊断并发展学生对原子轨道的认知水平。教学重点s轨道与p轨道的电子云轮廓图教学难点电子云的含义教学方法1.对比分析法2.多媒体辅助法3.模型演示法课前准备实验视频、PPT、相关习题等。教学过程教师主导活动学生主体活动设计意图[设问]原子核外电子的运动状态是怎么样的呢？[讲解]1913年，玻尔提出氢原子模型，电子在线性轨道上绕核运行，然而量子力学指出，一定空间运动状态的电子并不在玻尔假定的线性轨道上运行，而在核外空间各处都可能出现，但出现的概率不同，可以算出它们的概率密度分布。引入本节课课题原子核外电子的运动状态和排布规律提出问题：为什么不同能级最多可容纳的电子数不同？回忆、思考核外电子与宏观物体运动状态的差异请问宏观物体的运动特点是什么？宏观物体的运动特点：位置和速度都可测，运动轨迹是可描述的。而核外电子由于质量很小，速度很快，科学研究表明，核外电子的运动位置和速度不能同时准确测定，因此无法准确描述核外电子的运动轨迹。对比、思考通过宏观物体的运动特点描述，对比核外电子的运动状态。核外电子的运动状态1926年薛定谔提出用数学方程描述核外电子的运动状态。通过量子力学计算发现：一定空间运动状态的电子并不在玻尔假设的线性轨道上运动，而是在核外空间各处都可以出现，只是出现的概率不同。倾听，思考了解电子运动的特点概率密度分布图与电子云图通过计算电子在核外空间各处出现的概率，便获得了氢原子的1s电子在原子核外出现的概率密度分布图。根据此图你发现了哪些规律？1．概率密度1913年，玻尔提出氢原子模型，电子在线性轨道上绕核运行。量子力学指出，一定空间运动状态的电子在核外空间各处都可能出现，但出现的概率不同，可用概率密度(ρ)表示，即ρ＝eq\f(P,V)(P表示电子在某处出现的概率；V表示该处的体积)。离核越近的位置概率密度越大阅读教材，试着归纳。电子云轮廓图绘制一个圆圈，在圆圈内随意画出90个点（注意由圆心向外点的分布越稀疏），在圆圈外随机画出10个点。展示1s、2s、3s、4s电子的电子云轮廓图，观察图形，你发现了什么规律？绘制图形；不同能层s电子的电子云形状一致，都为球形，能层越高，s电子的电子云半径越大。通过自己动手绘制图形，体会概率密度与电子云图的联系。p电子的电子云展示px、py、pz的电子云，观察图形，你发现了什么？电子云轮廓图代表电子运动状态，因此s电子有一种运动状态，p电子有3种运动状态。p电子的电子云呈哑铃形有取向性，px、py、pz的电子云的形状、大小都相同，但取向不同，三者相互垂直。p电子云图的特点原子轨道量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。填写下表，并预测d，f能级中原子轨道的数目预测，填表能级符号nsnpndnf轨道数目1357学习原子轨道梳理能层、原子轨道数、原子轨道符号、电子云轮廓图之间的关系，填写下表梳理，填表通过完成表格，学习能层、原子轨道数、原子轨道符号、电子云轮廓图之间的关系。原子轨道与能层序数的关系(1)不同能层的同种能级的原子轨道形状相同，只是半径不同。能层序数n越大，原子轨道的半径越大。如：(2)s能级只有1个原子轨道。p能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz表示。在同一能层中px、py、pz的能量相同。(3)原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目＝n2。总结归纳总结归纳原子轨道与能层序数的关系。小结：本节课主要学习不同能层的能级、原子轨道及电子云图。教学评价作业设计1.下列有关电子云的叙述中，正确的是（）A．电子云形象地表示了电子在核外某处单位体积内出现的概率B．电子云直观地表示了核外电子的数目C．1s电子云轮廓图是一个球面，表示在这个球面以外，电子出现的概率为零D．电子云是电子绕核运动形成了一团带负电荷