2024-2025学年高中化学 第1章 第1节 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教案 鲁科版选修3

2024-2025学年高中化学第1章第1节原子结构模型第2课时量子力学对原子核外电子运动状态的描述教案鲁科版选修3主备人备课成员教材分析“2024-2025学年高中化学第1章第1节原子结构模型”是高中化学的重要知识点，涉及原子核外电子的运动状态。本节课主要通过量子力学对原子核外电子运动状态的描述，让学生理解电子在原子中的分布情况，以及电子的运动规律。

本节课是选修3的内容，适合高二年级的学生学习。在学习本节课之前，学生需要掌握原子结构的基本知识，如原子核的组成、电子的排布等。同时，学生还需要具备一定的数学基础，如概率论、函数等，以便理解量子力学的相关概念。

本节课的教学目标是通过讲解和实验，让学生了解量子力学对原子核外电子运动状态的描述，掌握电子在原子中的分布规律，提高学生的科学素养和实验技能。在教学过程中，要注意引导学生通过观察实验现象，总结电子的运动规律，培养学生的观察能力和思考能力。核心素养目标本节课的核心素养目标包括：科学探究与创新意识、科学态度与科学精神、科学思维与科学方法。通过学习量子力学对原子核外电子运动状态的描述，学生能够自主探究电子在原子中的运动规律，培养科学探究与创新意识。同时，学生在学习过程中能够感受到科学研究的严谨性和真实性，培养科学态度与科学精神。此外，学生需要运用观察、实验、分析等科学方法，掌握电子分布规律，提高科学思维与科学方法的应用能力。教学难点与重点1.教学重点

（1）量子力学的基本原理：波粒二象性、测不准原理、概率论等。

（2）电子云的概念及其表示方法：电子云的形状、大小、概率密度等。

（3）原子轨道与电子云的关系：原子轨道的形状、能量等。

（4）泡利不相容原理、洪特规则及其在原子结构中的应用。

（5）电子在原子核外运动的量子化规律：量子数、能级、能态等。

2.教学难点

（1）量子力学的基本原理：波粒二象性、测不准原理等概念较为抽象，难以理解。

（2）电子云的概念及其表示方法：电子云的形状、大小、概率密度等概念复杂，不易掌握。

（3）原子轨道与电子云的关系：原子轨道的形状、能量等与电子云的关系难以理解。

（4）泡利不相容原理、洪特规则的应用：如何在实际问题中运用这些原理和规则。

（5）电子在原子核外运动的量子化规律：量子数、能级、能态等概念的内涵和应用。

针对以上重点和难点，教师在教学过程中应注重概念的引入和解释，通过举例、动画、模型等教学辅助工具，帮助学生直观地理解抽象的概念。同时，加强课堂练习和实验操作，让学生在实际问题中运用所学知识，提高学生的理解和应用能力。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《2024-2025学年高中化学第1章第1节原子结构模型》的教材或学习资料，以便学生能够跟随教师的讲解进行学习和复习。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源。例如，原子结构模型的图片、电子云的示意图、量子力学的基本原理动画等。这些资源可以帮助学生更直观地理解抽象的概念，增强学习的兴趣和效果。

3.实验器材：如果涉及实验，确保实验器材的完整性和安全性。例如，如果本节课涉及到电子云的模拟实验，需要准备足够的气球、彩条等实验材料，并确保实验操作的安全性，防止意外伤害的发生。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室环境，如分组讨论区、实验操作台等。例如，可以将教室布置成圆形或方形，方便学生进行分组讨论和实验操作。同时，确保教室内的光线充足，桌椅整齐，为学生的学习提供良好的环境。

5.教学工具：准备黑板、粉笔、多媒体设备等教学工具，以便教师能够清晰地展示和讲解教学内容，同时能够播放多媒体资源，提高学生的学习兴趣和效果。

6.学习指导资料：准备与本节课相关的学习指导资料，如学习指南、练习题等。这些资料可以帮助学生巩固所学知识，提高学习的积极性和主动性。

7.反馈与评估工具：准备与本节课相关的反馈与评估工具，如学生作业、测试题等。这些工具可以帮助教师及时了解学生的学习情况，对教学进行调整和改进。教学流程一、导入新课（用时5分钟）

同学们，今天我们将要学习的是《原子结构模型》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们知道电子在原子中的运动状态是如何描述的吗？”这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索量子力学对原子核外电子运动状态的奥秘。

二、新课讲授（用时10分钟）

1.理论介绍：首先，我们要了解量子力学的基本概念。量子力学是描述微观粒子运动状态的理论，它能够解释电子在原子中的分布情况。

2.案例分析：接下来，我们来看一个具体的案例。这个案例展示了量子力学在原子结构研究中的应用，以及它如何帮助我们理解电子的运动规律。

3.重点难点解析：在讲授过程中，我会特别强调电子云的概念和量子数的重要性。对于电子云的形状、大小、概率密度等难点部分，我会通过举例和比较来帮助大家理解。

三、实践活动（用时10分钟）

1.分组讨论：学生们将分成若干小组，每组讨论一个与原子结构相关的实际问题。

2.实验操作：为了加深理解，我们将进行一个简单的实验操作。这个操作将演示电子云的基本原理。

3.成果展示：每个小组将向全班展示他们的讨论成果和实验操作的结果。

四、学生小组讨论（用时10分钟）

1.讨论主题：学生将围绕“量子力学在原子结构中的应用”这一主题展开讨论。他们将被鼓励提出自己的观点和想法，并与其他小组成员进行交流。

2.引导与启发：在讨论过程中，我将作为一个引导者，帮助学生发现问题、分析问题并解决问题。我会提出一些开放性的问题来启发他们的思考。

3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。

五、总结回顾（用时5分钟）

今天的学习，我们了解了量子力学的基本概念、重要性和在原子结构中的应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对电子在原子中运动状态的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在日常生活中灵活运用。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。拓展与延伸1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

-《量子力学基础》byJ.J.Sakurai

-《原子结构与光谱学》byEisbergandResnick

-《现代物理学导论》byR.E.PrigogineandI.Stengers

-《量子计算与量子信息》byMichaelA.NielsenandIsaacL.Chuang

这些书籍和文章能够为学生提供更深入的量子力学和原子结构知识，帮助他们更好地理解课程内容。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

-学生可以尝试解决一些与原子结构相关的实际问题，如化学反应中电子的转移等。

-学生可以进行一些简单的实验，如制作一个简单的电子云模型，加深对电子运动状态的理解。

-学生可以探索量子力学在现代科技中的应用，如量子计算、量子通信等。

通过这些自主学习和探究活动，学生能够更好地理解和应用所学知识，提高他们的科学素养和实验技能。课后拓展1.拓展内容：

-阅读材料：《量子力学原理与应用》（推荐章节：第3章，电子在原子中的运动）

-视频资源：《量子力学与原子结构》（时长约30分钟，涵盖量子力学的基本原理和电子云的概念）

-实验操作：设计一个简单的实验，观察和分析电子在原子中的运动状态，如使用光谱仪观察氢原子的光谱线。

2.拓展要求：

-学生应利用课后时间自主阅读推荐的材料，并做好笔记，以便加深对量子力学和原子结构的理解。

-学生可观看提供的视频资源，通过视觉和听觉的方式进一步掌握课程内容。

-学生应根据自身情况选择合适的实验操作，并在实验过程中积极思考，尝试解释实验现象。

-学生在阅读和实验过程中遇到疑问时，可向教师请教，教师将提供必要的指导和帮助。

-学生应将阅读和实验的成果整理成报告或心得体会，并在课堂上分享，以提高表达和交流能力。板书设计①量子力学基本原理：波粒二象性、测不准原理、概率论

②电子云的概念及其表示方法：电子云的形状、大小、概率密度

③原子轨道与电子云的关系：原子轨道的形状、能量

④泡利不相容原理、洪特规则及其在原子结构中的应用

⑤电子在原子核外运动的量子化规律：量子数、能级、能态

在设计板书时，可以使用图表、图形和颜色来区分不同的概念，以便于学生理解和记忆。例如，可以使用不同的颜色来标记波粒二象性、测不准原理和概率论，使用图表来展示电子云的形状、大小和概率密度，使用图形来表示原子轨道的形状和能量。同时，可以使用箭头来表示原子轨道与电子云的关系，以及泡利不相容原理和洪特规则在原子结构中的应用。最后，可以使用列表或图形来展示电子在原子核外运动的量子化规律，包括量子数、能级和能态。