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。3、教学准备多媒体设备、PowerPoint课件、4、教学过程教学内容教师活动学生活动设计意图引出课题平常我们肉眼能看到动物的奔跑、河水的流动，我们是可以准确的测出它们在某一时刻所处的位置及速度；那还有一些是我们肉眼看不见的如血液、水的内部又是怎样运动的呢？【问】微观粒子原子核外电子是如何运动的呢？又该怎样描述它们的运动特征呢？【图片】宏观物体的运动和微观物体的运动。现在，我们就来讨论关于原子核外电子的运动问题。看图片，观察图片，引发思考。了解物质的运动是无处不在的及微观物体的运动特征。创设学习情境，激发学习动机，导向于研究原子核外电子排布。核外电子的运动特征【板书】微观粒子的运动特征是怎样的？（图片展示）【讲解】电子的质量很小，只有9.11×10-31千克；核外电子的运动范围很小（相对于宏观物体而言）；电子的运动速度很大。得出：微光物体的运动难以测准。引发化合理进行科学研究。联系生活、生产和科学研究核外电子的运动状态【提问】如何描述核外电子的运动状态呢？（以氢原子为例）【讲解】：科学家是用这种方法来描述的，在一定的时间间隔内电子在原子核外出现概率的统计，电子每出现一次，在途中就增加一个小点，可以想象成你手持一架虚拟的高速照相机拍摄电子，然后把所有照片叠加在一起得到的图像。由此得到的概率分布看起来像一片云雾，因而被形象的称为电子云。图片展示：氢原子的1s电子在核外出现的概率分布图。问：①怎样表示电子在某处出现的概率？②如何表示概率密度？【讲解】：P表示电子在某处出现的概率，V表示该处的体积，则P/V称为概率密度，用ρ表示。观察答问掌握电子出现的密度的表示方法。培养观察能力，归纳和概括能力电子云1、电子云轮廓图的绘制过程（看教材P10图1-11）2、【提问】绘制电子云轮廓图的目的是什么？【讲解】略。3、电子云的形状【讲解】S电子云呈球形，在半径相同的球面上，电子出现的机会相同；P电子的电子云形状呈纺锤形（或无柄亚玲形）；d电子云是花瓣形；F电子云更为复杂。4、【提问】前面我们讲解的是核外只有1个电子的氢原子的电子云图，也就是1s电子的电子云图，且电子云是球形的。那么是不是所有的核外电子的电子云都是球形的呢？【讲解】不是，根据科学家的研究，P电子的电子云形状呈纺锤形（或无柄亚玲形）；d电子云是花瓣形。像这种电子云的轮廓又称为原子轨道。学着自己绘制电子云轮廓图。电子云轮廓图的目的有：表示电子云轮廓的形状，对核外电子的空间状态有一个形象化的简便描述。使学生学得研究方法，并培养学生类比迁移能力。培养学生设计模拟图形的能力。感受获得成功的愉悦，学会合作与分享。原子轨道1、定义：电子在原子核外的一个空间状态称为一个原子轨道。2、各能级所含有原子轨道数目能级符号nsnpndnf轨道数目13573、【提问】能层与能级（原子轨道的类型）及原子轨道数目有何关系呢？【讲解】第n能层上有n个能级、n2个原子轨道。比如：第三能层就有3个能级（3s,3p,3d），包含9个原子轨道，不同能级中的电子云可能有不同的伸展方向，即可能有不同的原子轨道。4、像教材上的图P10图1-12是s能级的原子轨道，且随着能层序数n的增大，原子轨道的半径也增大。【提问】为什么会呈现这样的现象？【讲解】这是由于1s、2s、3s……电子的能量依次增高，电子在礼盒更远的区域出现的概率增加，电子云就向更大的空间扩展。5、从图1-13可见，跟s电子不同，P电子的原子轨道是纺锤形的，每个P能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别以Px、Py、Pz为符号。且P电子原子轨道的平均半径也随n增大而增大。观察答问认真看图，找出规律。了解各能级下电子云的图形及电子云的运动排布。掌握不同能层的能级、原子轨道及电子云轮廓图这三者间的关系。感受化学知识的价值，培养学生的社会责任感。随堂检测展示相关练习题：1、下列能级中轨道数为3的是（）。A．s能级B.p能级C.d能级D.f能级2、教材上P9图1-10的说法中，正确的是（）A.通常用小黑点来表示电子的多少B.小黑点密表示在该核外空间的电子数多C.小黑点密表示在该核外空间的单位体积内出现的概率大D.通常用小黑点来表示电子绕核作高速圆周运动练习巩固所学知识培养学生迁移应用知识能力。5、板书设计电子云与原子轨道一、核外电子的运动特征1、电子的质量很小2、电子的运动速度很大3、核外电子的运动范围很小二、电子云1、概念：电子云是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。2、电子云的形状：①S电子云呈球形；②P电子的电子云形状呈纺锤形（或无柄亚玲形）；③d电子云是花瓣形；④F电子云更为复杂。三、原子轨道1、概念：电子在原子核外的一个空间状态称为一个原子轨道。2、各能级所含有原子轨道数目能级符号nsnpndnf轨道数目13573、能层与能级（原子轨道的类型）及原子轨道数目的关系第n能层上有n个能级、n2个原子轨道。举列：第三能层就有3个能级（3s,3p,3d），包含9个原子轨道，不同能级中的电子云可能有不同的伸展方向，即可能有不同的原子轨道。