泡利原理、洪特规则和能量最低原理 教学设计 高二化学人教版（2019）选择性必修2

第3课时泡利原理、洪特规则和能量最低原理【学习目标】1.认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则2.能结合能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则书写1——20号元素基态原子的核外电子轨道表示式，并说明含义3,建立原子核外电子在轨道上运行的模型【教学重难点】教学重点、难点：理解泡利原理、洪特规则和能量最低原理，能结合原理书写1-20号元素基态原子的核外电子轨道表示式。【教学过程】导入：请各位同学完成表中轨道数和容纳电子数的填写。每个原子轨道最多容纳的电子数为？一个轨道最多容纳2个电子，这两个电子的运动状态是否完全一致呢？阅读课本P14倒数第一段，找出电子运动的特点并勾画。【学生阅读并勾画】回答：电子在空间内会自旋。【总结】电子的自旋有顺时针和逆时针两种状态，常用上下箭头(“↑”和“↓”)表示自旋状态相反的电子。【任务一】电子排布的轨道表示式(电子排布图)为了更全面表示电子在核外运动的特点，提出电子排布的轨道表示式。什么是轨道表示式，轨道表示式的表示方法有什么特点？阅读P15页第2点，勾画并回答。【学生阅读并勾画】【PPT展示】用方框（也可用圆圈）表示原子轨道能量相同的原子轨道（简并轨道）的方框相连，箭头（↑↓）表示一种自旋状态电子。通常应在方框下方或上方标记能级符号【问答】S能级的轨道表示为？P能级的轨道表示为？H原子的轨道表示式为？其他元素的原子核外电子排布怎么用轨道表示式画出来呢？【任务二】元素基态原子核外电子轨道表示式——模型建立请大家以原子结构示意图及电子排布式为基础，小组讨论He、Li、Be原子核外电子的轨道表示式？【小组讨论完成】【问题一】既然电子自旋有两个方向，那么核外两个电子应如何填入一个原子轨道？阅读P14最后一段勾画并总结。【学生阅读并勾画】泡利原理：每个轨道最多只能容纳两个电子，且自旋方向相反。【练习】写出B的轨道表示式请同学们在泡利原理的基础上继续完成C、N、O的轨道表示式【小组讨论完成】【问题二】一个能级存在多个能量相同的原子轨道时，核外电子应如何填入这些原子轨道？阅读P15第3点，勾画并总结。【学生阅读并勾画】洪特规则：对于基态原子，核外电子在能量相同的原子轨道上排布时，将尽可能分占不同的原子轨道并且自旋状态相同。【练习】写出F和Ne的轨道表示式总结以上元素的电子排布式和轨道表示式，核外电子优先占据什么能层和能级？阅读P16第4点，总结。【学生阅读并勾画】能量最低原理：电子尽可能占据能量最低的轨道，使整个原子的能量最低，即根据电子排布顺序占据相应原子轨道。【总结】原子的核外电子在轨道上排布遵循泡利原理、洪特规则和能量最低原理。接下来请写出Cr和Cu的核外电子排布式。这两个元素的价电子分别为3d54s1，3d104s1，同学们试着根据本节课所学内容画出其价电子的轨道表示式。由于原子的整体能量受核电荷数、电子数和电子状态的影响，当核外电子在轨道上半满、全满或全空时能量最低。【任务三】基态原子核外电子轨道表示式——推广应用【练习】根据已知规则，请大家书写11到18号基态原子核