苏教版高中化学选修三2.1《原子核外电子的运动特征》参考教案
苏教版学高中化学专题原子核外电子的运动原子核外电子的排布教案选修
[核心素养发展目标] １．从微观层面理解原子的组成及结构，了解核外电子的排布规则，培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。
２．能结合能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则书写和说明１～３6号元素基态原子的核外电子排布式和轨道表示式，发展证据推理与模型认知的学科核心素养。
一、核外电子的排布原理１．能量最低原理（１）能量最低原理原子核外电子先占据能量低的轨道，然后依次进入能量高的轨道，这样使整个原子处于最低的能量状态。
（２）基态原子的核外电子在原子轨道上的排列顺序：随着原子核电荷数的递增，绝大多数元素的原子核外电子排布遵循下列顺序：１电子所排的轨道顺序：１s、２s、２p、３s、３p、４s、３d、４p、５s、４d、５p、6s、４f、５d、6p、7s……，这是从实验得到的规律，适用于大多数基态原子的核外电子排布。
２由上图可知，各轨道的能量高低顺序，可由下列公式得出：n s<（n—２）f<（n—１）d<n p（n表示电子层序数）。
２．泡利不相容原理（１）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。
（２）根据泡利不相容原理，可以获得以下几个重要结论：１每一种运动状态的电子只能有一个。
２由于每一个原子轨道包括两种运动状态，所以每一个原子轨道最多只能容纳两个自旋方向相反的电子。
３因为s，p，d，f轨道的原子轨道数分别为１,３,５,7个，所以s，p，d，f各原子轨道分别最多能容纳２,6,１0,１４个电子。
３．洪特规则（１）内容：原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能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。
这就是洪特规则。
（２）特例：能量相同的原子轨道在全充满（如p6和d１0）、半充满（如p３和d５）和全空（如p0和d0）状态时，体系的能量较低，原子较稳定。
这称为洪特规则特例。
例１若以E（n l）表示某原子轨道的能量，以下各式中正确的是（）A．E（５s）>E（４f）>E（４s）>E（３d）B．E（３d）>E（４s）>E（３p）>E（３s）C．E（４s）<E（３s）<E（２s）<E（１s）D．E（５s）>E（４s）>E（４f）>E（３d）答案B解析原子核外电子排布的轨道能量顺序为１s、２s、２p、３s、３p、４s、３d、４p、５s、４d、５p……可选出答案。
高中化学2.1原子核外电子的运动课件苏教版选修3
第十七页，共37页。
问题(wèntí) 即时(jíshí)
导学
检测
12
(1)能量规律: ①电子层距核由近及远依次为K、L、M、N、O、P、Q,能量由低到高。 ②多电子原子(yuánzǐ)中,同一电子层上的电子能量可能不同,还可以分成 不同轨道,用符号s,p,d,f……表示。 (2)数量规律: ①原子(yuánzǐ)轨道是核外电子运动的空间区域,每个电子层上的轨道数目 为n2。 ②每个原子(yuánzǐ)轨道上最多可容纳2个电子。 ③每个电子层上最多容纳的电子数为2n2。
电荷数。
质量数=质子数+中子数。
3.卢瑟福被称为“原子之父”。
4.玻尔根据量子力学提出了行星轨道式原子结构模型。
(1)原子核外电子在一系列稳定(wěndìng)的轨道上运动,这些轨道称
为原子轨道。核外电子在原子轨道上运动时,既不放出能量,也不吸收
能量。
第四页，共37页。
(2)不同(bù tónɡ)的原子轨道具有不同(bù tónɡ)的能量,原子轨道的能量变v化 是v 不连续的。
导学
检测
12
思考与交流 (1)“3p2表示3p轨道有两个轨道”,这个(zhè ge)说法正确吗? (2)“各电子层含有的轨道数为n2”,对吗?
答案:(1)错误。3p2表示3p轨道上有两个电子。 (2)正确。各电子层最多容纳的电子数为2n2个,而一个轨道最多容 纳的电子数为2,所以,各电子层含有的轨道数为n2。
v
将以光子形式释放能量。光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。
不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,可以用光谱仪获
取各种元素的原子的吸收光谱或发射光谱,总称原子光谱。许多元素就是
通过原子光谱被发现的。在现代化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来
苏教版高中化学选修三《物质结构与性质》《原子核外电子的运动》学案-新版
专题2原子结构与元素的性质第一单元原子核外电子的运动问题导入什么是原子？原子有哪些特点？答：原子是化学变化中的最小粒子。
原子的特点有：（1）原子的大部分质量集中于原子核内；（2）核的体积很小，约为整个原子体积的10-15，因此，原子内原子核外有较大空间；（3）原子内原子核的密度非常大，约为金属铀密度（18.07 g·cm-3）的5×10倍。
知识预览1.氢原子光谱是由具有特定_________、彼此分离的_________所组成，即为线状光谱。
2.玻尔的原子结构模型的基本观点：（1）原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上绕__________运动，并且__________能量。
（2）在不同轨道上运动的电子具有__________的能量（E），而且能量是__________的，即能量是“__________”的，不能任意连续变化而只能取某些不连续的数值。
（3）只有当电子从一个轨道（能量为E i）跃迁到另一个轨道（能量为E j）时，才会__________能量。
3.量子力学研究表明，处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动。
轨道的类型不同，__________也不同。
人们用小写的英文字母s、p、d、f分别表示不同形状的轨道。
s轨道呈__________形，p轨道呈__________形，d轨道和f轨道较复杂。
4.原子核外电子还有一种称为“__________”的运动。
原子核外电子的自旋可以有两种不同的状态，通常用__________和__________来表示这两种不同的自旋状态。
5.为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，人们常用小点的__________来表示电子在原子核外出现概率的大小。
点__________的地方，表示电子在那里出现的概率大；点__________的地方，表示电子在那里出现的概率小。
这种形象地描述电子在空间出现的概率大小的图形称为__________图。
高中化学苏教版选修3课件：专题2第一单元 原子核外电子的运动
化是不连续的；
(3)原子核外电子可以在能量不同的轨道上发生跃迁。
4．电子云模型
科学家采用统计学来描述电子在核外某一区域出现的机会，
电子在原子核外空间出现的机会是有规律的。如氢原子的核外
电子，当处于能量最低状态时(简称基态)，电子主要在 原子核周围 的球形区域内运动。运动区域距离核近，电子出 现的机会 大 ；运动区域距离核远，电子出现的机会 小 。
(3)电子填充规律：
多电子原子中，电子填充原子轨道时，按照能量 由低到 高 的顺序填充。原子轨道能量的高低存在如下规律： ①处于相同电子层的原子轨道能量的高低： ns<np<nd<nf 。 ②形状相同的原子轨道能量的高低： 1s<2s<3s<4s…… 。 ③电子层和形状相同的原子轨道的能量相等，如 2px、2py、 2pz (其他合理均可)轨道的能量相等。
(4)自旋运动： 原子核外电子有两种“自旋”运动状态，通常用 ↑ 和 ↓ 表示。
三、原子核外电子的排布 1．能量最低原理 原子核外电子先占据 能量低 的轨道，然后依次进入 能量较高 的轨道，这样使整个原子处于 最低 的能量状态。 2．泡利不相容原理
一个原子轨道上最多容纳 两 个电子，且自旋方向 相反 。
(5)电子层越多，所含的原子轨道数目越多，可容纳的电子
数也就越多。 ( ) )
(6)所ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱs轨道电子能量比p轨道电子能量要低。 (
(7)洪特规则指的是电子尽可能分占不同的轨道，且自旋方 向相反。 ( )
(8)周期表中所有元素原子核外电子排布均遵守原子核外电 子排布的轨道能量顺序。 ( )
解析：(1)卢瑟福有核模型并没有完美解释原子结构，玻 尔结合普朗克理论和卢瑟福模型解释了氢原子线状光谱， 但无法解释多电子原子的光谱，后来被量子力学有关理 论取代后才较完美地解释原子的真正结构。 (2)电子吸收能量后从能量较低的轨道跃迁到能量较高的
苏教版高中化学选修三课件2.1.2第1单元原子核外电子运动
2．金属元素的焰色反应是如何形成的？根据形成过程 分析焰色反应属于物理变化还是化学变化？
【提示】
金属元素的原子吸收能量后，电子从能量
较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，但处在能量较高轨道 上的电子会很快地以光的形式辐射能量而跃迁回能量较低 的轨道，所发出的光形成焰色。焰色反应属于物理变化。
第2课时
原子核外电子的排布
●课标要求 1．了解原子核外电子排布所遵循的原理，知道原子核 外电子的能级分布，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。 2．知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解 其简单应用。
●课标解读 1.理解原子核外电子排布遵循的三原理。 2．知道核外电子或外围电子排布的表示方法。 3．能用电子跃迁原理解释常见现象。 ●教学地位 本课时内容贯穿物质结构与性质模块，是高考考查此 部分的基础，“基态原子核外电子排布”更是高考的高频 考点，每年高考试题中均有涉及。
【解析】
由原子核外电子排布的轨道能量顺序①同
一能层的能量高低顺序为：ns<np<nd<nf；②不同能层之间 会产生能级交错现象，即能层序数大，其能级的能量不一 定高，如3d具有的能量介于4s和4p具有的能量之间。根据 原子核外电子排布的轨道能量顺序不难比较各能级能量的 大小。 【答案】
(1)< (2)< (3)> (4)< (5)< (6)<
1．能量最低原理 (1)基态原子的核外电子排布使整个原子体系能量最 低。 (2)基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序为： 1s2s2p3s3p4s3d4p5s…… 2．泡利不相容原理 每个原子轨道上最多只能容纳两个电子，而且自旋方 向不同(用“↑↓”表示)。
第二课时原子核外电子的运动特征(标准课件)
④原子轨道能量顺序图 （能级图）
1s 2s
记忆能级图
2p
3s
4s 5s 3d 4d
3p
4p 5p
6s
7s
4f
5f
5d
6d
6p
7p
[说明]自左而右、自上而下，轨道能量依次递增。
交流与讨论 P12
专题2 原子核外电子的运动特征(2)
√
1、氢原子的3d和4s能级的能量高低是 ( ) A 3d>4s B 3d<4s C 3d=4s D 无3d,4s轨道,无所谓能量高低
总结：原子核外电子的排布规律
1）电子是分层排布的； 2）离核越远，能量越高； 3）电子优先排布在能量最低的电子层； 4）每个电子层容纳电子数最多为2n2 （n为电子层数）。
5）最外层电子数不超过8个（K为最外层时不超过2个）， 次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。 说明：以上规律是互相联系的，不能孤立地理解。
2 8 18 32 2n2
4、电子自旋
电子的自旋方式有两种：顺时自旋和逆时自旋。 分别用↑↓表示。 电子平行自旋：
↑↑
↑↓
电子反向自旋：
随堂练习
1、下列轨道含有轨道数（伸展方向）为3的是 A、1s B、2p C、3p D、4d
√ √
√
2、3d轨道中最多容纳电子数为 A、2 B、 10 C、 14 3、第三电子层含有的轨道数为 A、3 B、 5 C、 7
原子核外电子在排布时： 为什么各电子层最多容纳2n2 个电子？
最外层不超过8个？次外层不超过18个？
倒数第三层不超过32个呢？
理论研究----原子轨道
量子力学研究表明：处于同一电子层的原子核外电子， 也可以在不同类型的原子轨道上运动。
苏教版高中化学选修3专题2原子结构与元素的性质第一单元原子核外电子的运动学案
第一单元原子核外电子的运动1．了解原子核外电子的运动状态。
2．了解原子核外电子排布所遵循的原理，知道电子层、原子轨道的涵义，知道原子核外电子的轨道分布。
3．能用电子排布式表示1～36号元素原子的核外电子排布。
4．知道原子的基态和激发态的涵义；知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。
原子核外电子的运动特征一、人类对原子结构的认识1．原子是由原子核和核外电子构成的，其中原子核带正电，它又是由带正电的质子和不带电的中子构成的，核外电子带负电。
整个原子是电中性。
2．原子中：质子数＝核电荷数＝核外电子数＝原子序数；质量数＝质子数＋中子数。
3．1911年，英国物理学家卢瑟福根据α粒子的散射实验，提出了原子结构的有核模型。
卢瑟福认为原子的质量主要集中在原子核上，电子在原子核外空间做高速运动。
4．1913年，丹麦物理学家玻尔提出新的原子结构模型：(1)原子核外电子在一系列稳定的轨道上运动，这些轨道称为原子轨道；核外电子在原子轨道上运动时，没有能量变化。
(2)不同的原子轨道具有不同的能量，原子轨道的能量变化是不连续的。
(3)原子核外电子可以在能量不同的轨道上发生跃迁。
5．原子核外电子运动不遵循宏观物体所具有的运动规律，科学家用统计方法来描述核外电子的运动状态。
用小黑点的疏密代表电子在核外空间区域出现的机会大小，所得图形称为电子云图。
离核近的区域电子出现的机会大，离核远的区域电子出现的机会少。
6．原子处于能量最低状态时，称为基态。
二、原子核外电子的运动特征1．原子轨道的类型有s、p、d、f等。
s轨道呈球形，有1个轨道，可容纳2个电子。
p轨道呈纺锤形，在空间有3个伸展方向，包括p x、p y、p z轨道，它们之间是互相垂直的，可容纳6个电子。
d轨道有5个轨道，可容纳10个电子。
f轨道有7个轨道，可容纳14个电子。
2．原子轨道用表示电子层的n和表示原子轨道形状的s、p、d、f结合起来共同表示，如1s、2s、2p、3d等。
原子核外电子的运动》课件课件苏教版选修3
统计学规律运动——电子云
（1）用小黑点代表电子在核外空间 区域内出现的机会； （2）小黑点的疏密与电子在该区域 出现机会大小成正比。 （3）电子在原子核周围一定 空间内出现，离核越近， 出现机会越大，离核越远， 出现机会越小。
原子核外电子的运动特征
（一）电子层 （又称能层）： 分层依据：能量的较大差别； 电子运动的主要区域或离核远近的不同。
原子核外电子的排布
原子核外电子排布的 轨道能量顺序图 （构造原理）
1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f<5d<6p<7s<5f<6d<7p 能级组记忆法
原子核外电子的运动特征
1、氢原子的3d和4s能级的能量高低是 ( ) A 3d>4s B 3d<4s C 3d=4s D 无3d,4s轨道,无所谓能量高低 √ 2、比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低 （1）1s、3d （2）3s、3p、3d （3）3p、3p、4p （4）3px，3pz，3py 3、将下列多电子原子的原子轨道按轨道能量由 高到低的顺序排列----------------1s 4p 2s 3s 5f 4s
2、原子轨道的表示方法（ns，np，nd，nf等） n 电子层
原子轨道
1 第一 1s
2 第二 2s 2p
3 第三 3s 3p 3d
4 第四 4s 4p 4d 4f
原子轨道种类数与电子层序数相 等，即n层有n种轨道。
电子自旋：
原子核外电子还有一种称为“自旋” 的运动。原子核外电子的自旋可以有两 种不同的状态，通常人们用向上箭头 “↑”和向下箭头“↓”来表示这两种 不同的自旋状态。当然，“电子自旋” 并非真像地球绕轴自旋一样，它只是代 表电子的两种不同状态。
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1
教
学
课
题
专题 专题2原子结构与元素的性质
单元 第一单元原子核外电子运动
节题 原子核外电子的运动特征
教
学目标 知识与技能 1、了解核外电子的运动状态 2了解原子结构的构造原理，知道原子核外的能级分布 过程与方法 进一步丰富物质结构的知识，提高分析问题和解决问题的能
力和窨想象能力。
情感态度 与价值观 从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程
和方法，增强学习化学的兴趣；
教学重点 了解核外电子的运动状态
教学难点 原子核外的能级分布
教学方法 探究讲练结合
教学准备
教 学 过 程 教师主导活动 学生主体活动 [基础知识] 一、原子核外电子的运动 （一）原子核外电子的运动特点 1．原子核外电子以极高的速度、在极小的空间内作永不停止的运动。 2．核外电子的运动不遵循宏观物体所具有的运动规律。描述核外电子运动通常采用统计的方法---电子云 *对“电子云”图的认识： （1）电子云是人们形象虾地描述电子在原子核外空间出现的机会的多少 （2）电子云图通常是用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会的多少所得到的图形，即小黑点的疏密与电子在该区域内出现的机会大小成正比。 【讨论后口述】
（不能测出在某
一时刻的位置、
速度，即不能描
画出它的运动轨
迹）
统计学概念
小黑点密表示电
子在该区域出现
的机会多，小黑
点疏表示电子在
2
分层依据：电子运动的能量不同、电子运动的主要
区域离核的远近不同
该区域出现的机
会少
教
学
过
程
教师主导活动 学生主体活动
2．原子轨道
分 类： s、p、d、f
分类依据：同一电子层中电子运动的能量仍有区别，电子云的形状也不相同 （1）原子轨道形状----决定轨道的类型 s----球形 p---仿锥形 d、f轨道较复杂 （2）原子轨道的空间伸展方向----决定该种轨道类型的个数 s------1 p-----3 d-------5 f-----7 理解识记
想象
3
填表
电子层 原子轨道类型
原子轨道数目 可容纳电
子数
1
2
3
4
n
3．电子的自旋：原子核外电子有两种不同的自旋方式。
课本P12
通常“↑”和“↓”
用表示
教
学
过
程
教师主导活动 学生主体
活动
[课堂练习]
1．对多电子原子的核外电子，按能量的差异将其分成不同
的 ；各能层最多容纳的电子数为 。对于同
一能层里能量不同的电子，将其分成不同的 ；
能级类型的种类数与能层数相对应；同一能层里，能级的能
量按 的顺序升高，即E（s）＜E（p）＜E（d）
＜E（f） 。
2．以下能级符号正确的是（ ） A. 6s B.2d C.3f D.7p 3．下列能级中轨道数为5的是 （ ） A．s能级 B.p能级 C.d能级 D.f能级 4．比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低 （1）1s,3d (2) 3s,3p,3d (3)2p,3p,4p C无此能
级
C
4
5．下面是s能级p能级的原子轨道图，试回答问题：
（1）s电子的原子轨道呈 形，每个s能级有 个
原子轨道；p电子的原子轨道呈 形，每个p能
级有 个原子轨道。
（2）s电子原子轨道、p电子原子轨道的半径与什么因素有关？
是什么关系？
（小结）
（1）原子核外电子的运动状态是由该电子所处的点子层、原子轨道（包括
形状和伸展方向）、电子自旋几个方面决定
（2）从能量角度看，不同的电子层具有不同的能量（因此电子层也称为不
同的能层）；
同一电子层（即同一能层）中不同形状的轨道也具有不同的能量（因此一定
电子层中具有一定形状的轨道也称为能级），但同一能级的不同伸展方向的
能级具有相同的能量
（3）轨道能量（能级）的高低顺序
1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d＜4p＜5s＜4d＜5p＜6s＜4f＜5d＜6p＜7s＜5f
＜6d
板书计划 （一）原子核外电子的运动特点
（二）核外电子的运动状态
1．电子层（n）K L M N O P
2．原子轨道 s、p、d、f3．电子的自旋：
反馈 以自学为主，识记能级图。