高二化学电子云与原子轨道教案
人教版高中化学选择性必修第2册 《电子云与原子轨道》教学设计
《电子云与原子轨道》教学设计一、课标解读本课时是《普通高中化学课程标准》中选择性必修课程模块2物质结构与性质主题1原子结构与元素的性质的内容。
1．内容要求知道电子的运动状态（空间分布与能量）可以通过原子轨道和电子云模型来描述。
2．学业要求能说明微观粒子的运动状态与宏观物体运动特点的差异。
二、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1-36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。
三、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。
四、素养目标【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。
【课件】电子云与原子轨道泡利原理、洪特规则、能量最低原理课件高二化学人教版(2019)选择性必修2
原子核外电子的运动状态是怎么样的呢？
1913年，波尔提出氢原子模型，电子在线性 轨道上绕核运行
1926年，玻尔建立的线性轨道模型被量子力学 推翻。
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(ρ)分布。
3．不同能层的能级、原子轨道
能层 能级
原子 轨道数
原子轨 道名称
K L M
N ……
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f ……
1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 ……
1s
2s 2p x 、2p y、2p z
3s 3p x 、3p y、3p z
……①
4s 4p x 、4p y、4p z
即每个电子的运动状态都不相同(要么不同轨道，要么自旋方向不同) ➢有几个原子轨道就有几个空间运动状态 ➢ 有几个电子就有几种运动状态
自学检测
2min
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)当电子排布在同一能级的不同轨道时，电子总是先占满 1 个
× 轨道，然后再占据其他原子轨道。先单独分占，且自旋平行。( )
(2)126C 的电子排布式 1s22s22p2x违反了洪特规则。
( √)
(3)
违背了泡利原理。洪特规则
( ×)
(4)在 d 轨道中电子排布成 遵循的是洪特规则。
题组 1 认识理解电子云 1．图 1 和图 2 分别是 1s 电子的概率密度分布图和原子轨道图。
下列有关说法正确的是( C )
图1
图2
A．图1中的每个小点表示1个电子
B．图2 表示1s电子只能在球体内出现 球体内90%，球体外10%
教案《原子核外电子的排布》
教案《原子核外电子的排布》第一章：引言1.1 教学目标让学生了解原子核外电子排布的概念和重要性。
让学生掌握原子核外电子排布的基本原理。
1.2 教学内容原子核外电子的定义和特点。
原子核外电子排布的意义和应用。
1.3 教学方法讲授法：讲解原子核外电子的定义和特点。
提问法：引导学生思考原子核外电子排布的意义和应用。
第二章：电子云和原子轨道2.1 教学目标让学生了解电子云的概念和特性。
让学生掌握原子轨道的定义和分类。
2.2 教学内容电子云的定义和特性。
原子轨道的定义和分类。
2.3 教学方法讲授法：讲解电子云的概念和特性。
提问法：引导学生思考原子轨道的定义和分类。
第三章：泡利不相容原理3.1 教学目标让学生了解泡利不相容原理的内容和意义。
让学生掌握泡利不相容原理在电子排布中的应用。
3.2 教学内容泡利不相容原理的内容和意义。
泡利不相容原理在电子排布中的应用。
3.3 教学方法讲授法：讲解泡利不相容原理的内容和意义。
举例法：通过具体例子引导学生掌握泡利不相容原理在电子排布中的应用。
第四章：能量最低原理4.1 教学目标让学生了解能量最低原理的概念和意义。
让学生掌握能量最低原理在电子排布中的应用。
4.2 教学内容能量最低原理的概念和意义。
能量最低原理在电子排布中的应用。
4.3 教学方法讲授法：讲解能量最低原理的概念和意义。
举例法：通过具体例子引导学生掌握能量最低原理在电子排布中的应用。
第五章：洪特规则5.1 教学目标让学生了解洪特规则的内容和意义。
让学生掌握洪特规则在电子排布中的应用。
5.2 教学内容洪特规则的内容和意义。
洪特规则在电子排布中的应用。
5.3 教学方法讲授法：讲解洪特规则的内容和意义。
举例法：通过具体例子引导学生掌握洪特规则在电子排布中的应用。
第六章：电子排布的表示方法6.1 教学目标让学生了解电子排布的表示方法。
让学生掌握电子排布图和电子排布式的书写。
6.2 教学内容电子排布图的定义和表示方法。
电子排布式的定义和表示方法。
原子结构—电子云与原子轨道教学设计
《电子云与原子轨道》教学设计课堂练习复习提问电子在那里出现的概率小，点密的地方表示电子在那里出现的概率大。
【问题2】S电子云的原子轨道都是球形的，电子只能出现在球体内吗？【讲解点拨】绘制电子云轮廓图常把电子出现的概率约为90%的空间圈出来，而电子也出现在球体外，只是概率小于90%。
【讲解】认识原子轨道能级的电子云轮廓图演示文稿展示S能级、P能级、d能级的电子云轮廓图。
【提出概念】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。
PPT：不同能层的能级、原子轨道及电子云轮廓图。
教师提问（略）1.构造原理2.书写Cl、K、Fe元素原子的核外电子排布式。
小组合作讨论后，小组代表发言。
加深理解得出结论：1.所有原子的任一能层的S电子云轮廓都是一个球形，只是球的半径大小不同。
2.其他空间运动状态的电子云都不是球形的。
P电子云是哑铃状……学生回答问题学生回忆Cl:1s22s22p63s23p5K: 1s22s22p63s23p64s1F e:1s22s22p63s23p63d64s2教师讲解课堂练习自主构建课堂小结二、泡利原理和洪特规则【讲解】上节课我们学习了电子排布式的画法，下面需要大家学会电子排布图的画法。
电子排布图中每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。
【板书】C、N的基态原子的电子排布式（略）1.写出24号、29号元素的电子排布式、电子排布图。
2.阅读元素周期表，比较有什么不同，为什么？从元素周期表中查出铜、银、金的外围电子层排布。
它们是否符合构造原理？教师引导学生小组讨论，形成补充规则。
相对稳定的状态是：全充满：（P6，d10,f14）全空：（P0，d0,f0）半充满：（P3，d5,f7）【引导】原子结构示意图、电子排布式、电子排布图不同化学用语所能反映的粒子结构情况和区别。
结论：1.原子结构示意图能直观反映粒子核内的质子数和核外电子层数及各能层上的电子数。
2.电子排布能直观反映粒子各能层、各能级和各轨道的能量的高低及个轨道上的电子分布情况及电子的自旋状态。
电子云与原子轨道-高二上学期化学人教版(2019)选择性必修2
第一节 原子结构
第3课时 电子云与原子轨道
教学目标:
PART
01
PART
02
通过认识原子结构及核外电子排布，辨识微观粒
子的运动状态不同于宏观物体的运动状态。
知道电子的运动状态(空间分布及能量)可通
过原子轨道和电子云模型来描述。
一、电子云
1926年，量子力学推翻了
玻尔的氢原子模型，指出
小点是1s电子在原子
核外出现的概率密度
的形象描述。
小点越密，表明
概率密度越大。
2.电子云:由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形
象地称为电子云
将出现概率90%的空间圈出来
氢原子的电子云图
电子云轮廓图的绘制过程
3. 电子云轮廓图
①含义：表示电子云轮廓的形状，对核外电子的空间运动状态有一个形象化的简便描
【解析】选D。电子云表示电子在核外空间某处出现的机会，不代表电
子的运动轨迹，故A错误；小黑点的疏密表示电子出现机会的多少，密
则机会大，疏则机会小，故B错误；3d3表示3d能级有3个电子，故C错
误；ns能级的电子云呈球形，所以可以用该图表示该能级的原子轨道，
故D正确。
4.下列有关说法正确的是(
)
A．每个能层s能级的原子轨道的形状相同，能层序数越大，轨道半径越大，电子能量
s
2
1
2
p
6
3
2
d
10
5
2
f
14
7
2
3.不同能层的能级、原子轨道数、原子轨道名称以及形状和取向
能层
能级
原子轨道数
原子轨道名称
K
电子云与原子轨道++课件-2024学年高二下学期化学人教版(2019)选择性必修2
环节二：认识电子云 (3)d电子云轮廓形状
环节二：认识电子云 (4)f 电子云轮廓形状
环节三：再识原子轨道
4、原子轨道： 量子力学把电子在原子核外的一种空间运动状态称为一个原子轨道。 常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向。
s能级的原子轨道有1个
p能级的原子轨道有3个
环节三：再识原子轨道
(2)形状相同的原子轨道能量的高低：
1s＜2s＜3s＜4s＜5s…… (3)同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道 的能量相等，如npx、npy和npz轨道的能量相等。
课堂评价
题组1 认识理解电子云
1.下列说法正确的是（ C ）
A． 电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动 B． 电子云图中的小黑点密度大，说明该原子核外空间电子数目多 C．ns 能级的电子云轮廓图可表示为 D．3d3表示能级有3个轨道
注意：
的概率密度分布图
1.小黑点越密，表示概率密度越大
2.小点不代表电子，也不代表电子实际出现的次数。
环节二：认识电子云 3．电子云轮廓图：
电子云图难绘制
电子云轮廓图
z
将出现概率 P= 90% 的空间圈出来
x
y
氢原子的1s电子云轮廓绘制过程
绘制电子云轮廓图的目的：表示电子云轮廓的形状，对核外电子 的空间运动状态有一个形象化的简便描述。
环节二：认识电子云 (2)p电子云轮廓形状 ——哑铃形
注意：
px、py、pz的电子云轮廓图
①p电子云轮廓图是哑铃形的，每个p能级有3个相互垂直的电子云，分别以px、py、pz
表示，右下角标x、y、z分别是P电子云在直角坐标系的取向。
②在同一能层中px、py、pz的能量相同。同一能级中的轨道能量相等，称为简并轨道 ③ p电子轮廓图的平均半径随能层的增大而增大。
电子云与原子轨道教案
《电子云与原子轨道》教学设计本节内容是人教版高二化学上册所学选修3第一章第一节《原子结构与性质》的第五课时。
本节课的授课对象主要是高三上普通班的同学。
一、教学设计思路分析1、教材分析本节课的地位和作用：人教版高中化学选修3、第一章第一节“原子结构与性质”（P9页）第五课时，主要内容为“电子云与原子轨道”概念的建立；了解原子核外电子的运动规律，掌握泡利原理、洪特规则；以及掌握不同能层的能级、原子轨道以电子云轮廓图的的关系。
教学重点：通过s电子云、p电子云的轮廓图，加深对电子云、原子轨道含义的理解。
教学难点：学会从电子云模拟轮廓图取理解核外电子的排布特点及特殊性质。
2、学情分析学生接受能力较强，已处于高二阶段；在该阶段学生对原子结构以及核外电子排布等已有一定的理解，为这节课的学习也奠定了一定的基础。
但对核外电子的运动规律以及原子轨道非常陌生，而且不易将泡利原理和洪特规则熟练地运用于原子轨道的理解中。
学生的好奇心强，已具备了探究的意识；掌握了探究必备的相关知识，如知道原子的组成，物质的远动是有规律的，核外电子的运动规律要遵循能量最低原理、洪特规则和泡利原理。
3、教学思路以学生活动为主体，探究学习方法为基本方法，理论学习与实践相结合，用多媒体展示，通过模型建立，组织学生思考与讨论，从而获得认知。
二、教学方案设计1、教学目标知识与技能：（1）使学生领会电子云及原子轨道的基本含义。
（2）使学生理解s电子云、p电子云的轮廓图，加深对电子云、原子轨道含义的理解进一步掌握核外电子的排布及运动规律物质。
过程与方法：创设学习情景，空间模型，引导学生积极参与探究过程，获取知识和亲身体验。
培养学生知识迁移能力，合作学习能力，同时培养学生用普遍联系的观点分析问题。
情感态度与价值观：培养学生的唯物观，世界是物质的；物质的运动是有规律；培养学生用普遍联系的观点分析问题。
2、教学方法：教法：讨论法、讲授法指导教学。
学法：自主阅读法、讨论法。
高中化学新教材教案：构造原理与电子排布式 电子云与原子轨
第一章原子结构与性质第一节原子结构1.1.2构造原理与电子排布式电子云与原子轨道【教材分析】本节从介绍原子的诞生，原子结构的发现历程入手，首先介绍能层、能级的概念，在原子的基态与激发态概念的基础上介绍电子的跃迁和光谱分析；然后给出构造原理并根据构造原理书写原子的核外电子排布；根据电子云与原子轨道等概念，进一步介绍核外电子的运动状态，并介绍了泡利原理、洪特规则、能量最低原理。
本节内容比较抽象，教学过程中应注意培养学生的空间想象能力、分析推理能力及抽象概括能力。
【课程目标】课程目标学科素养1.了解原子核外电子排布的构造原理。
2.能应用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子的排布。
3.了解原子核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道1．宏观辨识与微观探析：通过认识原子结构及核外电子排布，知道原子核外电子的能层、能级及电子排布规律2.证据推理与模型认知：结合原子模型的演变过程，掌握原子核外电子排布的构造原理【教学重难点】教学重点：构造原理与电子排布式电子云与原子轨道教学难点：电子排布式原子轨道【教学过程】[复习回顾]上节课，我们研究了原子核外电子的排布，核外电子分层排布，同一能层有不同的能级，同时研究基态与激发态、原子光谱，这节课研究以原子光谱事实为依据的构造原理。
[思考交流］（1）核外电子在能级中依据什么规律排布？（2）核外电子在能级中的排布又可以如何表示？[学生活动一］请画出1～18号元素的原子结构示意图。
结合已有的能级知识，分析核外电子在能级中的排布规律。
[学生活动二］根据核外电子在能层中的排布规律，画出K的原子结构示意图。
分析K中电子填入的能量最高的能级，并说明判断的依据。
[归纳小结］电子在能级中的排布规律--能级交错核外电子在能级中的排布顺序：3p→4s→3d随核电荷数增大，电子并不总是填满一个能层后再填入下一个能层，这种现象称为能级交错。
K、Ca的光谱学实验均表明，二者最外层填充的电子均在4s能级。
高中化学优质教案 原子的基态与激发态、电子云与原子轨道 教学设计[选修]1
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第一章原子结构与性质第一节原子结构第2课时原子的基态与激发态、电子云与原子轨道【学习目标】1．基态、激发态、光谱。
2．电子云与原子轨道。
【学习重点】1．根据构造原理写出1-36号元素原子的电子排布式。
2．核外电子的运动状态，电子云与原子轨道教学难点：电子云与原子轨道。
【教学过程】一、能量最低原理、基态与激发态、光谱1.能量最低原理内容：原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态。
2.基态与激发态基态原子：处于最低能量的原子。
(稳定)激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。
(不稳定)[跟进练习] 根据下列电子排布，处于激发态的原子是( )A.1s22s22p1B.1s22s22p63s23p4C.1s22s12p1D.1s22s22p43.原子光谱:不同元素的原子的核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同频率的光，可以用光谱仪摄取。
各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称为原子光谱。
光谱与光谱分析(1)光谱形成原因不同元素的原子发生________时会吸收或释放不同的光。
(2)光谱分类根据光是被吸收或释放，可将光谱分为_____________和______________，总称______________。
发射光谱特征:暗背景, 亮线, 线状不连续吸收光谱;特征:亮背景, 暗线, 线状不连续二、电子云与原子轨道思考: 宏观物体与微观物体（电子）的运动有什么区别?宏观物体的运动特征：•可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及运行的速度；•可以描画它们的运动轨迹。
微观物体的运动特征：1.电子的质量很小，只有9.11×10-31千克；2.核外电子的运动范围很小（相对于宏观物体而言）；3.电子的运动速度很大；（一）电子云1.电子云内容：处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。
P：表示电子在某处出现的概率V：表示该处的体积P/V：概率密度，用ρ表示。
1.1.3《电子云与原子轨道》教案(新人教版选修3)
1.1.3《电子云与原子轨道》教案（新人教版选修3）一、教学目标1. 了解电子云和原子轨道的含义。
2. 知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理二、教学重难点1. 原子轨道的含义2. 泡利原理和洪特规则三、教学方法以科学探究、思考与交流等方式，探究泡利原则、洪特规则以及原子结构之间的关系，充分认识结构决定性质的化学基础四、教具准备多媒体【教学过程】【导入】复习构造原理Cr 1s22s22p63s23p63d54s1【引入】电子在核外空间运动，能否用宏观的牛顿运动定律来描述呢？五、电子云和原子轨道：1. 电子云宏观物体的运动特征：可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及运行的速度；可以描画它们的运动轨迹。
微观物体的运动特征：核外电子质量小，运动空间小，运动速率大。
无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。
无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空间某处出现的机会多少。
【讲述】电子运动的特点：①质量极小②运动空间极小③极高速运动。
因此，电子运动来能用牛顿运动定律来描述，只能用统计的观点来描述。
我们不可能像描述宏观运动物体那样，确定一定状态的核外电子在某个时刻处于原子核外空间如何，而只能确定它在原子核外各处出现的概率。
概率分布图看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。
常把电子出现的概率约为90%的空间圈出来，人们把这种电子云轮廓图成为原子轨道。
2. 原子轨道【讲述】S的原子轨道是球形的，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
P的原子轨道是纺锤形的，每个P能级有3个轨道，它们互相垂直，分别以P x、P y、P z为符号。
P原子轨道的平均半径也随能层序数增大而增大。
【讲述】s电子的原子轨道都是球形的(原子核位于球心)，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
这是由于1s，2s，3s……电子的能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展。
这是不难理解的，打个比喻，神州五号必须依靠推动(提供能量)才能克服地球引力上天，2s电子比1s电子能量高，克服原子核的吸引在离核更远的空间出现的概率就比1s大，因而2s电子云必然比1s电子云更扩散。
高中化学优质教案 原子的基态与激发态、电子云与原子轨道 教学设计[选修](3)
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第2课时原子的基态与激发态、电子云与原子轨道一．教学目标：知识与技能1．了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布2．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3．知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理4．知道原子的基态和激发态的涵义5．初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱，了解其简单应用过程与方法复习和沿伸、动画构造原理认识核外电子排布，亲自动手书写，体会原理情感、态度、价值观充分认识原子构造原理，培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。
二．教学重点：1．能根据构造原理写出1至36号元素原子的电子排布式。
2．知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理。
三．教学难点：1．知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理。
2．基态、激发态与光谱。
四．教学方法：讲授法、指导阅读法、讨论归纳法、讲练结合法等。
五．教学准备：图片多媒体六．教学过程：[复习]能层、能级、构造原理等上节课内容。
[过渡]通过上节课学习我们知道，电子排布都遵循能量最低原理，我们学习下一部分。
[板书]能量最低原理、基态与激发态、光谱1．能量最低原理—原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态。
[讨论]节日五颜六色的焰火是否是化学变化？若不是化学变化，与电子存在什么关系？（参阅课本）。
[讲解] 节日焰火与核外电子发生跃迁有关。
[板书]2．基态—处于最低能量的原子。
激发态—当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。
[讲解] 各种焰色反应是由对应的各种元素决定的。
钙、锶、钡以及碱金属的挥发性化合物在高温火焰中，接受了能量，使原子外层的电子从基态激发到了高态，该电子处于激发态；处于激发态的电子是十分不稳定的，在极短的时间内（约10－８s）便跃迁到基态或较低的能级上，并在跃迁过程中将能量以一定波长的光能形式释放出来。
由于各种元素的能级是被限定的，因此在向基态跃迁时释放的能量也就不同。
1.1.3电子云与原子轨道 课件 高二下学期化学人教版(2019)选择性必修2
B ↑↓ ↑↓ ↑ 1s 2s 2p
同一个原子轨道:
电子对 自旋方向相反的一对电子 单电子 只有一个电子
B 原子中: 有 2 对电子对，有 1 个单电子。
02 泡利原理 电子排布的轨道表示式
B ↑↓ ↑↓ ↑ 1s 2s 2p
有 3 种空间运动状态，有5 种运动状态不同的电子。
轨道数
电子数
二.洪特规则
电子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。
02 泡利原理
基于光谱事实，在一个原子轨道里，最多只能容 纳2个电子，而且它们的自旋状态相反，这个原 理是由泡利首先提出， 称为泡利原理，也称泡利不相容原理。
同一个原子中不能有两个或两个以上的电 子处于完全相同的运动状态。
1911年
1913年
卢瑟福
确认原子核 提出质子 预测中子
玻尔 提出电子分 层运动
1913年，玻尔提出电子在特定轨道上运动的线性轨道模型
02 原子结构理论的发展 核外电子的运动特点
运动特 点
质量 位置 速度 轨迹
宏观物体
很大 可测 可测 可以描述
核外电子 很小
不可以同时测定 不能准确描述
电子云与原子轨道
第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
课时三 电子云与原子轨道
学习 目标
通过原子轨道和电子云模型的 学习，了解核外电子的运动特 点及核外电子运动状态的描述 方法。
原子结构的探索历程（科学史话）
实心模型
葡萄干模型
行星模型
中国五行说
古时候
古希腊 ATOM
1803年
1904年
道尔顿 提出原子
汤姆孙 确认电子
【课件】第一章第一节第三课时++电子云与原子轨道高二化学人教版(2019)选择性必修2
二、泡利原理、洪特规则、能量最低原理
1、电子自旋
①定义：电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋。
自旋是微观粒子的内在属性。
②表示方法：
电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反。
常用上下箭头“↑”和“↓”表示自旋相反的电子。
提醒：能层、能级、原子轨道和自旋状态四个方面共同决定电子的
运动状态。
C．s能级的原子轨道的半径与电子层序数有关
D．Na原子的电子在11个原子轨道上高速运动
C
)
2、下列轨道含有3个原子轨道的是( B
A、1s B、2p
C、3d
3、d能级中最多容纳电子数为(
A、2
B、10
C、14
)
D、4f
B)
D、18
能级中的原子
轨道数
ns、np、nd、nf能级最多可容纳的电子数依次为1、3、5、7的2倍。
D)
A、s轨道呈球形，随电子层数的增加，s轨道数也增加
B、p轨道呈哑铃形，p轨道电子绕核做“∞”形运动
C、电子云是笼罩在原子核外的云雾
D、电子云图中小点的疏密程度表示电子在原子核外空间出现概率的大小
C
4、下列说法正确的是（
）
A、不同的原子轨道形状一定不相同
B、p轨道呈哑铃形，因此p轨道上的电子运动轨迹呈哑铃形
s电子云呈球形
将电子出现概率
P=90%的空间圈出来
思考与讨论：
（1）相同原子的s电子的电子云轮廓图，你能发现什么规律？
1、任一能层的s电子的电子云轮廓图均为球形。
2、同一原子的能层越高，s电子云半径越大。
原因：由于电子能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率增大，
构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道 课件 -高二化学人教版(2019)选择性必修2
D．Cr
1s22s22p63s23p63d44s2
目标二 电子云与原子轨道
原子核外电子的运动状态是怎么样的呢？
宏观物体的运动
可以准确地测出它们在某
微观电子的运动
电子质量很小，运动速度很大(接近光速)；无确
一时刻所处的位置及运行
定的运动轨道；不可能同时准确地测定电子在
的速度；可以描画它们的
某一瞬间所处的位置和速度。但可以用统计的
A．该元素原子中共有25个电子
B．该元素原子核外有4个能层
C．该元素原子最外层共有2个电子
D．该元素原子M能层共有8个电子
练习1
导练
2.下列各原子或离子的电子排布式错误的是( D )
A．Mg2＋
1s22s22p6
B．Br
1s22s22p63s23p63d104s24p5
C．O2－
1s22s22p6
M N
K L
Fe：1s22s22p63s23p63d64s2
K L
M
N
按构造原理充入电子，按能层次序书写。
源于光谱学事实
(2)能级交错
随着电荷数递增，电子并不总是填满一个
能层后再开始填入下一个能层的，电子是
按能量由低到高的顺序填充的，这种现象
被称为能级交错。
从第三能层开始出现能级交错现象
课堂小结
）
归纳总结
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。
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第一节原子结构
第三课时
一、教学目标
1. 了解电子云和原子轨道的含义。
2. 知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理
二、教学重难点
1. 原子轨道的含义
2. 泡利原理和洪特规则
三、教学方法
以科学探究、思考与交流等方式，探究泡利原则、洪特规则以及原子结构之间的关系，充分认识结构决定性质的化学基础
四、教具准备
多媒体
【教学过程】
【导入】
复习构造原理
Cr 1s22s22p63s23p63d54s1【引入】电子在核外空间运动，能否用宏观的牛顿运动定律来描述呢？
五、电子云和原子轨道：
1. 电子云
宏观物体的运动特征：
可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及运行的速度；可以描画它们的运动轨迹。
微观物体的运动特征：核外电子质量小，运动空间小，运动速率大。
无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。
无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空间某处出现的机会多少。
【讲述】电子运动的特点：
①质量极小 ②运动空间极小 ③极高速运动。
因此，电子运动来能用牛顿运动定律来描述，只能用统计的观点来描述。
我们不可能像描述宏观运动物体那样，确定一定状态的核外电子在某个时刻处于原子核外空间如何，而只能确定它在原子核外各处出现的概率。
概率分布图看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。
常把电子出现的概率约为90%的空间圈出来，人们把这种电子云轮廓图成为原子轨道。
2. 原子轨道
【讲述】S 的原子轨道是球形的，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
P 的原子轨道是纺锤形的，每个P 能级有3个轨道，它们互相垂直，分别以P x 、P y 、P z 为符号。
P 原子轨道的平均半径也随能层序数增大而增大。
【讲述】s 电子的原子轨道都是球形的(原子核位于球心)，能层序数越大，原子
轨道的半径越大。
这是由于1s ，2s ，3s……电子的能量依次增高，电子在离核
更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展。
这是不难理
解的，打个比喻，神州五号必须依靠推动(提供能量)才能克服地球引力上天，2s
电子比1s 电子能量高，克服原子核的吸引在离核更远的空间出现的概率就比1s
大，因而2s 电子云必然比1s 电子云更扩散。
3. 轨道表示式
（1）表示:用一个小方框表示一个原子轨道，在方框中用“↑ ”或“↓ ”表示该轨道上排入的电子的式子。
电子排布式：1s 2 2s 22p 3
轨道表示式：
（2）原则 ✍泡利原理：内容：每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子。
即每个原子轨道最多只容纳两个电子。
✍洪特规则：内容：原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子
尽量分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低。
全充满（p6，d10，f14）全空时（p0，d0，f0）半充满（p3，d5，f7）
1S 2S 2P
+7 2 5
【讲述】量子力学告诉我们：ns能级各有一个轨道，np能级各有3个轨道，nd能级各有5个轨道，nf 能级各有7个轨道.而每个轨道里最多能容纳2个电子，通常称为电子对，用方向相反的箭头“↑↓”来表示。
一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋方向相反，这个原理成为泡利原理。
推理各电子层的轨道数和容纳的电子数。
当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则是洪特规则。
【练习】
写出5、6、7、8、9号元素核外电子排布轨道式。
并记住各主族元素最外层电子排布轨道式的特点：(成对电子对的数目、未成对电子数和它占据的轨道。
【思考】下列表示的是第二周期中一些原子的核外电子排布，请说出每种符号的意义及从中获得的一些信息。
【思考】写出24号、29号元素的电子排布式，价电子排布轨道式，阅读周期表，比较有什么不同，为什么？从元素周期表中查出铜、银、金的外围电子层排布。
它们是否符合构造原理?
【板书设计】
五、电子云和原子轨道：
1. 电子云
2. 原子轨道
3. 轨道表示式。