高中化學(xué)選修3教案：第一章第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

第一章第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

一、設(shè)計(jì)思想

新課程標(biāo)準(zhǔn)要求中學(xué)化學(xué)立足于學(xué)生，適應(yīng)現(xiàn)代生活和未來(lái)發(fā)展的需要，培養(yǎng)學(xué)生解決

實(shí)際問題的能力，教學(xué)應(yīng)確立以促進(jìn)學(xué)生發(fā)展為主的教育目標(biāo)，著眼于學(xué)生的發(fā)展，因此教

學(xué)的設(shè)計(jì)應(yīng)注重學(xué)生的主體地位，發(fā)揮教師組織和引導(dǎo)的主導(dǎo)作用，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積

極性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

二、教材分析

《原子結(jié)構(gòu)》選自化學(xué)選修3第一章第一節(jié),，屬于物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論基礎(chǔ)知識(shí),是中學(xué)化學(xué)最

重要的基本理論之一，而原子結(jié)構(gòu)又是學(xué)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論和元素周期律的基礎(chǔ)，因此原子結(jié)

構(gòu)是本單元也是高中化學(xué)的教學(xué)重點(diǎn)。

本節(jié)知識(shí)充分考慮了初中化學(xué)和化學(xué)2中的原子結(jié)構(gòu)知識(shí)的基礎(chǔ)上，教科書不再重復(fù)建立

原子結(jié)構(gòu)的概念，而是直接建立核外電子的能層（即“電子層”）和能級(jí)（即“電子亞層”）

的概念，給出每一個(gè)能層有幾個(gè)能級(jí)，每個(gè)能級(jí)最多可以容納幾個(gè)電子，有了能層和能級(jí)的

概念，直接給出構(gòu)造原理，并根據(jù)構(gòu)造原理進(jìn)行核外電子排布；學(xué)生對(duì)原子結(jié)構(gòu)知識(shí)的認(rèn)識(shí)

是一個(gè)逐步深入的過(guò)程，同時(shí)，課本直接把構(gòu)造原理看做一個(gè)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，直接給出了原子核

外電子排布順序，體現(xiàn)了很大的工具作用，使學(xué)生直接會(huì)用。

三、教學(xué)方法

復(fù)習(xí)法、延伸歸納法、討論法、引導(dǎo)分析法

四、學(xué)情分析

第一章第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)課時(shí)第一課時(shí)

1、進(jìn)一步認(rèn)識(shí)原子核外電子的分層排布

教

知識(shí)2、知道原子核外電子的能層分布及其能量關(guān)系

與3、知道原子核外電子的能級(jí)分布及其能量關(guān)系

學(xué)

技能4、能用符號(hào)表示原子核外的不同能級(jí)，初步知道量子數(shù)的涵義

5、識(shí)記常見元素。?36號(hào)）

目

過(guò)程與方法復(fù)習(xí)和沿伸、類比和歸納、能層類比樓層，能級(jí)類比樓梯。

的

情感態(tài)度價(jià)值觀充分認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)理論發(fā)展的過(guò)程是一個(gè)逐步深入完美的過(guò)程

重點(diǎn)原子核外電子的能層、能級(jí)分布及其能量關(guān)系

難點(diǎn)能用符號(hào)表示原子核外的不同能級(jí)

教學(xué)過(guò)程

教學(xué)步驟、內(nèi)容師生活動(dòng)

［閱讀引言］思考并討論：

1、“物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)”與“物質(zhì)的性質(zhì)與變化”兩方面是什么關(guān)系？

2、物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)如何決定性質(zhì)？分別舉例說(shuō)明。

［講］人類對(duì)原子的認(rèn)識(shí)史一一不同時(shí)期的原子結(jié)構(gòu)模型

1、公元前400多年前，希臘哲學(xué)家德謨克利特等人的觀點(diǎn)：物質(zhì)由原子構(gòu)

成，且原子是不可分的微粒；原子的結(jié)合和分離是萬(wàn)物變化的根本。

2、19世紀(jì)初，英國(guó)科學(xué)家道爾頓提出近代原子說(shuō)；物質(zhì)由原子組成，且原

子為實(shí)心球體，不能用物理方法分割；同種分子的質(zhì)量和性質(zhì)相同

3、1897年,英國(guó)科學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，提出原子結(jié)構(gòu)的“葡萄干布丁”

模型：原子是一個(gè)平均分布著正電荷的粒子，電子鑲嵌其中并中和正電荷，

使原子呈電中性，原子是可以再分的

4、盧瑟福原子模型：原子由原子核和核外電子組成。原子核帶正電荷，位

于原子的中心并幾乎集中了原子的全部質(zhì)量，電子帶負(fù)電荷，在原子核周圍

空間作高速運(yùn)動(dòng)。

5、波爾原子模型：電子在原子核外一定軌道上繞核作高速運(yùn)動(dòng)

6、原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)模型(電子云模型)：現(xiàn)代原子結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)：現(xiàn)代科

學(xué)家用量子力學(xué)的方法描述核外電子運(yùn)動(dòng)，即運(yùn)用電子云模型描述核外電子

的運(yùn)動(dòng)。

［問］宇宙什么是時(shí)候誕生的？我們的地球從那里來(lái)？

［板書］第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

一、開天辟地一原子的誕生

［講］1932年勒梅特首次提出了現(xiàn)代宇宙大爆炸理論：整個(gè)宇宙最初聚集在一

個(gè)“原始原子”中，后來(lái)發(fā)生了大爆炸，碎片向四面八方散開，形成了我們

的宇宙。大爆炸后兩小時(shí)，誕生了大量的H、少量的He及極少量的Li,然

后經(jīng)過(guò)長(zhǎng)或短的發(fā)展過(guò)程，以上元素發(fā)生原子核的熔合反應(yīng)，分期分批的合

成了其它元素。

［問］有誰(shuí)知道宇宙中最豐富的元素是那一種？宇宙年齡有多大？地球年齡

有多大？

［講］閱讀課本后回答：氫元素宇宙中最豐富的元素占88.6%(M1/8),另

外還有90多種元素，宇宙年齡距近約140億年，地球年齡已有46億年。

［強(qiáng)調(diào)］至今，所有恒星仍在合成元素，而且這些元素都是己知的，地球上的

元素僅22種。

［板書］1、氫元素宇宙中最豐富的元素

2、宇宙年齡距近約140億年，地球年齡已有46億年。

［閱讀］科學(xué)史話，說(shuō)明思維性推測(cè)與科學(xué)假設(shè)的關(guān)系。

［復(fù)習(xí)］必修中學(xué)習(xí)的原子核外電子排布規(guī)律：

［投影］核外電子排布的排布規(guī)律

(1)核外電子總是盡量先排布在能量較低的電子層，然后由里向外，依次排

布在能量逐步升高的電子層(能量最低原理)。

(2)原子核外各電子層最多容納2n2個(gè)電子。

(3)原于最外層電子數(shù)目不能超過(guò)8個(gè)(K層為最外層時(shí)不能超過(guò)2個(gè)電子)。

(4)次外層電子數(shù)目不能超過(guò)18個(gè)(K層為次外層時(shí)不能超過(guò)2個(gè))，倒數(shù)第

三層電子數(shù)目不能超過(guò)32個(gè)。

說(shuō)明：以上規(guī)律是互相聯(lián)系的，不能孤立地理解。例如；當(dāng)M層是最外

層時(shí)，最多可排8個(gè)電子；當(dāng)M層不是最外層時(shí)，最多可排18個(gè)電子

［思考］這些規(guī)律是如何歸納出來(lái)的呢？

［板書］二、能層與能級(jí)

［講］由必修的知識(shí)，我們己經(jīng)知道多電子原子的核外電子的能量是不同的，

由內(nèi)而外可以分為：

［投影］第一、二、三、四、五、六、七……能層

符號(hào)表示K、L、M、N、0、P、Q.......

能量由低到高

［講］例如：鈉原子有11個(gè)電子，分布在三個(gè)不同的能層上，第一層2個(gè)

電子，第二層8個(gè)電子，第三層1個(gè)電子。由于原子中的電子是處在原子核

的引力場(chǎng)中，電子總是盡可能先從內(nèi)層排起，當(dāng)一層充滿后再填充下一層。

理論研究證明，原子核外每一層所能容納的最多電子數(shù)如下：

［投影］

能層一二三四五六七...

符號(hào)KLMN0PQ...

最多電子數(shù)28183250...

即每層所容納的最多電子數(shù)是：2n2（n：能層的序數(shù)）

［講］但是同一個(gè)能層的電子，能量也可能不同，還可以把它們分成能級(jí)（S、

P、d、f）,就好比能層是樓層，能級(jí)是樓梯的階級(jí)。各能層上的能級(jí)是不一

樣的。

［投影］能級(jí)的符號(hào)和所能容納的最多電子數(shù)如下：

能層KLMN0

能級(jí)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f

最多電子數(shù)2262610261014

各能層電子數(shù)28183250

［講］在多電子的原子中，同一能層的電子，能量也可以不同。不同能量的電

子分成不同的能級(jí)。每個(gè)能層中，能級(jí)符號(hào)的順序是ns、np、nd、nf...。

任一能層的能級(jí)總是先從s能級(jí)開始，且該能層的能級(jí)數(shù)等于該能層序數(shù)。

如第一層只有一個(gè)能級(jí)（1s）,第二層有兩個(gè)能級(jí)（2s和2p）,即能級(jí)數(shù)=能層

序數(shù)。s、p、d、f……可容納的電子數(shù)依次是1、3、5、7……的兩倍

［學(xué)與問］英文字母相同的不同能級(jí)中所能容納的最多電子數(shù)是否相同？

［歸納］s能級(jí)：最多容納2個(gè)電子；p能級(jí)：最多容納6個(gè)電子；

d能級(jí)：最多容納10個(gè)電子；f能級(jí)：最多容納14個(gè)電子；

［思考與交流］第五能層中所能容納的最多電子數(shù)是多少？說(shuō)出你推導(dǎo)的兩

種方法

第一，依據(jù)每一個(gè)能層最多可容納的電子數(shù)為2n2個(gè)，當(dāng)n=5,2n2=50

第二、第五能層中有5個(gè)能級(jí)一5s、5p、5d、5f\5g,最多電子數(shù)分別是2、

6、10、14、18,所能容納的最多電子數(shù)為50

［小結(jié)］對(duì)多電子原子的核外電子，按能量的差異將其分成不同的能層5);

各能層最多容納的電子數(shù)為2/A對(duì)于同一能層里能量不同的電子，將其分

成不同的能級(jí)(力；能級(jí)類型的種類數(shù)與能層數(shù)相對(duì)應(yīng)；同一能層里，能級(jí)

的能量按s、p、d、f的順序升高，即雙s)VE(p)〈雙d)VE(f)。

各能層所包含的能級(jí)類型及各能層、能級(jí)最多容納的電子數(shù)見下表:

能

層一二三；四五六七

(〃)

符pQ

KLMN0

號(hào)

能

級(jí)1s2s2p3s3P3d4s4p4d4f5s???.......

(7)

最多22626102610142???.......

電子

281832.......In

數(shù)

［隨堂練習(xí)］

1、現(xiàn)代大爆炸理論認(rèn)為：天然元素源于氫氮等發(fā)生的原子核的融合反應(yīng)。

這于一百多年前，普魯特運(yùn)用思辨性推測(cè)作出“氫是所有元素之母”的預(yù)

言，恰好“一致”。下列說(shuō)法正確的是()

A科學(xué)研究中若能以思辨性推測(cè)為核心，就能加快科學(xué)的進(jìn)程

B普魯特“既然氫最輕，它就是其他一切元素之母”的推理是符合邏輯的

C“一致”是巧合，普魯特的預(yù)言沒有科學(xué)事實(shí)和理論支撐，只是一種猜測(cè)

D“現(xiàn)代大爆炸理論”是解釋宇宙誕生的唯一正確的理論

2.支撐“宇宙大爆炸”理論的重要事實(shí)之一是（）

A.宇宙原子總數(shù)的88.6%是氫B.地球上的元素絕大多數(shù)是金屬

C.普魯特“氫是元素之母”的預(yù)言D.宇宙中存在少量稀有氣體分子

3、以下能級(jí)符號(hào)正確的是（）

A6sB2dC3fD7p

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

知識(shí)

一、開天辟地一原子的誕生

結(jié)構(gòu)

1、氫元素宇宙中最豐富的元素

與

2、宇宙年齡距近約140億年，地球年齡已有46億年。

板書

二、能層與能級(jí)

設(shè)計(jì)

課后反思

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)課時(shí)第二課時(shí)

1、了解原子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理，能用構(gòu)造原理認(rèn)識(shí)原子的核外電子排布

知識(shí)2、能用電子排布式表示常見元素（1?36號(hào)）原子核外電子的排布

與3、知道原子核外電子的排布遵循能量最低原理

教

技能4、知道原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)的涵義

5、初步知道原子核外電子的躍遷及吸收或發(fā)射光譜，了解其簡(jiǎn)單應(yīng)用

學(xué)

過(guò)程

目與復(fù)習(xí)和沿伸、動(dòng)畫構(gòu)造原理認(rèn)識(shí)核外電子排布，親自動(dòng)手書寫，體會(huì)原理

方法

的

情感

充分認(rèn)識(shí)原子構(gòu)造原理，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，有利于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)

態(tài)度

的興趣。

價(jià)值觀

重點(diǎn)電子排布式、能量最低原理、基態(tài)、激發(fā)態(tài)、光譜

難點(diǎn)電子排布式

教學(xué)過(guò)程

教學(xué)步驟、內(nèi)容師生活動(dòng)

［課前練習(xí)］理論研究證明，在多電子原子中，電子的排布分成不同的能層，

同一能層的電子，還可以分成不同的能級(jí)。能層和能級(jí)的符號(hào)及所能容納的

最多電子數(shù)如下：

［投影］

各能層、能級(jí)中最多電子數(shù):

［思考］鉀原子的電子排布為什么是2、8、8、1而非2、8、9?

［板書］三、構(gòu)造原理

［投影］圖『2構(gòu)造原理：

［講］在多電子原子中，電子在能級(jí)上的排布順序：電子最先排布在能量低

的能級(jí)上，然后依次排布在能量較高的能級(jí)上。電子的排布遵循構(gòu)造原理

［板書］L構(gòu)造原理：絕大多數(shù)基態(tài)原子核外電子的排布的能級(jí)順序都遵

循下列順序：Is2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s...

［講］構(gòu)造原理揭示了原子核外電子的能級(jí)分布。從中可以看出，不同能層

的能級(jí)有交錯(cuò)現(xiàn)象，如員3d)>￡(4s)、￡(4d)>￡(5s)、￡(5d)>￡(6s)、￡(6d)

>6(7s)、￡(4f)>￡(5p)、￡(4f)>￡(6s)等。

［板書］2、能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象(從第3電子層開始)：是指電子層數(shù)較大的某

些軌道的能量反低于電子層數(shù)較小的某些軌道能量的現(xiàn)象。

電子先填最外層的ns,后填次外層的(n-1)d,甚至填入倒數(shù)第三層

的(n-2)f的規(guī)律叫做“能級(jí)交錯(cuò)”

［知識(shí)拓展］1、主量子數(shù)和角量子數(shù)之和越大，能量越高

2、主量子數(shù)和角量子數(shù)之和相等時(shí)，主量子數(shù)越大，能量越高

例如，4s軌道主量子數(shù)和角量子數(shù)之和為4,3d軌道主量子數(shù)和

角量子數(shù)之和為5,于是4s軌道的能量低于3d軌道的能量；而3d軌

道和4P軌道主量子數(shù)和角量子數(shù)之和均為5,但4p軌道的主量子數(shù)更

大，于是4P軌道的能量高于3d軌道的能量

［講］自然界一個(gè)普遍的規(guī)律是“能量越低越穩(wěn)定”。原子中的電子也

是如此。在不違反保里原理的條件下，電子優(yōu)先占據(jù)能量較低的原子軌

道，使整個(gè)原子體系能量處于最低，這樣的狀態(tài)是原子的基態(tài)。

［板書］3.能量最低原理：原子核外電子遵循構(gòu)造原理排布時(shí)，原子的能

量處于最低狀態(tài)。即在基態(tài)原子里，電子優(yōu)先排布在能量最低的能級(jí)里，然

后排布在能量逐漸升高的能級(jí)里。

［講］一切自然變化進(jìn)行的方向都是使能量降低，因?yàn)槟芰枯^低的狀態(tài)比較

穩(wěn)定，此謂能量最低原理。人是自然界的一員，我想也應(yīng)該適用于此原理。

所以人才會(huì)通過(guò)各種方式發(fā)泄和排解自己的各種能量。這其中包括喜怒哀樂

等情緒以運(yùn)動(dòng)。不過(guò)釋放能量的方式還是要注意的，如小孩本身不能存儲(chǔ)過(guò)

多的情緒，想哭就哭、想笑就笑，沒有太大的沖擊；而成人能夠容納很多的

能量，所以感情更深沉豐富。但也有弊端，如果這些能量不能合理的排解，

一旦沖垮理智的大壩，江河泛濫，后果不堪設(shè)想。我想在我們提升自身修養(yǎng)

與胸懷的同時(shí)，一定要時(shí)刻注意心理能量的警戒線，及時(shí)合理宣泄自身的情

緒。有容乃大，無(wú)欲則剛。

［投影］部分原子的電子排布式，空著的自己填上:

原子元素兀素電子排布

序數(shù)名稱符號(hào)KLMN0

1氫HIs1

2MHeIs2

3鋰LiIs22s1

4皺Be

5硼B(yǎng)Is22s22p'

...

10NeIs22s22P6

11鈉Na

12鎂MgIs2s22P°3s2

13鋁Al

.??

［思考與交流］查元素周期表中銅、金、銀外圍電子排布，它們是否符合構(gòu)造

原理，你從中總結(jié)出什么規(guī)律？

Cu：［Ar］3d'"4s'Ag［Kr］4dI05s'Au［Xe］5d106s',如Cu根據(jù)構(gòu)造原理

先排4s再排3d,實(shí)際上采取了3d全充滿，4s半充滿的狀態(tài)。

［板書］4、對(duì)于同一電子亞層（能級(jí)）（等價(jià)軌道），當(dāng)電子排布為全充滿、半

充滿或全空時(shí),原子是比較穩(wěn)定的。

［投影］相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)有:全充滿：p6,cT,f"。全空：p°,d°,半充滿：

d5,

［思考與交流］元素周期表中鈉的電子排布寫成［Ne］3s'，是什么意義？模仿寫

出8號(hào)、14號(hào)、26元素簡(jiǎn)化的電子排布式？

稀有氣體結(jié)構(gòu)，0：［He］2s，2p‘Si：［Ne］3s23P?Fe：［Ar］3d"4s）

［講］上式方括號(hào)里的符號(hào)的意義是：該元素前一個(gè)周期的惰性氣體電子排

布結(jié)構(gòu)

［板書］5、基態(tài)原子核外電子排布可簡(jiǎn)化為：

［稀有氣體元素符號(hào)］+外圍電子（價(jià)電子、最外層電子）

［講］即將基態(tài)電子的原子排布式中與稀有氣體相同的部分用該稀有氣體的

元素符號(hào)表示。

［投影小結(jié)］構(gòu)造原理中排布順序的實(shí)質(zhì)-----各能級(jí)的能量高低順序

1）相同能層的不同能級(jí)的能量高低順序：ns<np<nd<nf

2）英文字母相同的不同能級(jí)的能量高低順序：ls<2s<3s<4s；2p<3p<4p;

3d<4d

3）不同層不同能級(jí)可由下面的公式得出：ns<（n-2）f<（n-l）d<np（n

為能層序數(shù)）

［隨堂練習(xí)］寫出（氯）、*Sc（銃）、3於（漠）的電子排布

氯：Is"2s22P63s23Ps

銃：Is22s22P63s23P63dzs2

漠：Is22s22P63s23P63dzs24Ps

［知識(shí)拓展］原子最外層、次外層及倒數(shù)第三層最多容納電子數(shù)的解釋：

1、依據(jù)：構(gòu)造原理中的排布順序，其實(shí)質(zhì)是各能級(jí)的能量高低順序可由公

式得出：ns<(n-2)f<(n-l)d<np

2、解釋：(1)最外層由ns,np組成，電子數(shù)不大于2+6=8

(2)次外層由(n-l)s(n-l)p(n-l)d組成，所容納的電子數(shù)不大于2+6+10=18

(3)倒數(shù)第三層由(n-2)s(n-2)p(n-2)d(n-2)f組成，電子數(shù)不大于

2+6+10+14=32

［過(guò)渡］通過(guò)上節(jié)課學(xué)習(xí)我們知道，電子排布都遵循能量最低原理，我們學(xué)習(xí)

第四部分。

［板書］四、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜

［討論］節(jié)日五顏六色的焰火是否是化學(xué)變化？若不是化學(xué)變化，與電子存在

什么關(guān)系？(參閱課本)。

［講］節(jié)日焰火與核外電子發(fā)生躍遷有關(guān)

［板書］1、基態(tài)一處于最低能量的原子。

激發(fā)態(tài)一當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會(huì)躍遷到較高能級(jí)，變成激發(fā)

態(tài)原子。

基態(tài)與激發(fā)態(tài)的關(guān)系：

［講］各種焰色反應(yīng)是由對(duì)應(yīng)的各種元素決定的。鈣、錮、鋼以及堿金屬的

揮發(fā)性化合物在高溫火焰中，接受了能量，使原子外層的電子從基態(tài)激發(fā)到

了高態(tài)，該電子處于激發(fā)態(tài)；處于激發(fā)態(tài)的電子是十分不穩(wěn)定的，在極短的

時(shí)間內(nèi)(約10-8s)便躍遷到基態(tài)或較低的能級(jí)上，并在躍遷過(guò)程中將能量

以一定波長(zhǎng)的光能形式釋放出來(lái)。由于各種元素的能級(jí)是被限定的，因此在

向基態(tài)躍遷時(shí)釋放的能量也就不同。堿金屬及堿土金屬的能級(jí)差正好對(duì)應(yīng)于

可見光范圍，于是我們就看到了各種色彩。

激光的產(chǎn)生與電子躍遷有關(guān)

［問］同學(xué)們都聽說(shuō)過(guò)“光譜”一詞，什么是光譜呢？

［板書］2、不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光，可以用光譜

儀攝取各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜

［講］資料：1868年8月18日，法國(guó)天文學(xué)家詹森赴印度觀察日全食，利用

分光鏡觀察日珥，從黑色月盤背面如出的紅色火焰，看見有彩色的彩條，是

太陽(yáng)噴射出來(lái)的幟熱其他的光譜。他發(fā)現(xiàn)一條黃色譜線，接近鈉光譜總的D1

和D2線。日蝕后，他同樣在太陽(yáng)光譜中觀察到這條黃線，稱為D3線。1868

年10月20日，英國(guó)天文學(xué)家洛克耶也發(fā)現(xiàn)了這樣的一條黃線。

經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究，認(rèn)識(shí)到是一條不屬于任何已知元素的新線，是因一種

新的元素產(chǎn)生的，把這個(gè)新元素命名為helium,來(lái)自希臘文helios(太陽(yáng)),

元素符號(hào)定為He。這是第一個(gè)在地球以外，在宇宙中發(fā)現(xiàn)的元素。為了紀(jì)念

這件事，當(dāng)時(shí)鑄造一塊金質(zhì)紀(jì)念牌，一面雕刻著駕著四匹馬戰(zhàn)車的傳說(shuō)中的

太陽(yáng)神阿波羅(Apollo)像，另一面雕刻著詹森和洛克耶的頭像，下面寫著:

1868年8月18日太陽(yáng)突出物分析。

［投影］發(fā)射光譜與吸收光譜

［講］原子光譜可分為發(fā)射光譜和吸收光譜

［板書］3、原子光譜的分類：

(1)物體發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜叫做發(fā)射光譜

(2)吸收光譜

［講］發(fā)射光譜：處于高能級(jí)的原子或分子在向較低能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生

輻射，將多余的能量發(fā)射出去形成的光譜。大量處于激發(fā)態(tài)的原子會(huì)發(fā)

出各不相同的譜線組成了氫原子光譜的全部譜線，由于產(chǎn)生的情況不

同，發(fā)射光譜又可分為連續(xù)光譜和明線光譜

［講］處于基態(tài)和低激發(fā)態(tài)的原子或分子吸收具有連續(xù)分布的某些波長(zhǎng)

的光而躍遷到各激發(fā)態(tài)，形成了按波長(zhǎng)排列的暗線或暗帶組成的光譜。

［講］光譜分為連續(xù)光譜和線狀光譜，氫原子光譜為線狀光譜。線狀光譜一

一具有特定波長(zhǎng)、彼此分離的譜線所組成的光譜（上圖）。連續(xù)光譜一一由各

種波長(zhǎng)的光所組成，且相近的波長(zhǎng)差別極小而不能分辨所得的光譜.如陽(yáng)光

形成的光譜。

［講］各種焰色反應(yīng)是由對(duì)應(yīng)的各種元素決定的。鈣、錮、鋼以及堿金屬的

揮發(fā)性化合物在高溫火焰中，接受了能量，使原子外層的電子從基態(tài)激發(fā)到

了高態(tài)，該電子處于激發(fā)態(tài)；處于激發(fā)態(tài)的電子是十分不穩(wěn)定的，在極短的

時(shí)間內(nèi)（約10—8s）便躍遷到基態(tài)或較低的能級(jí)上，并在躍遷過(guò)程中將能

量以一定波長(zhǎng)的光能形式釋放出來(lái)。由于各種元素的能級(jí)是被限定的，因此

在向基態(tài)躍遷時(shí)釋放的能量也就不同。堿金屬及堿土金屬的能級(jí)差正好對(duì)應(yīng)

于可見光范圍，于是我們就看到了各種色彩。

［板書］3、光譜分析一利用原子光譜線上的特征譜線來(lái)鑒定元素。

［講］各元素的光譜是不同的，就像是元素的“指紋"，可以用來(lái)鑒別元素。

甚至可以根據(jù)光譜發(fā)現(xiàn)新的元素。

［講］通過(guò)原子光譜發(fā)現(xiàn)許多元素：如：鈉（I860年）和鋤（1861年），其

光譜中有特征的籃光和紅光。又如：1868年科學(xué)家們通過(guò)太陽(yáng)光譜的分析發(fā)

現(xiàn)了稀有氣體氨?；瘜W(xué)研究中利用光譜分析檢測(cè)一些物質(zhì)的存在與含量等

［閱讀］科學(xué)史話一玻爾與光譜。體會(huì)“類比”是一種科學(xué)思維方法；體

會(huì)理論對(duì)實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)意義。

［隨堂練習(xí)］

1、同一原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)相比較（）

A、基態(tài)時(shí)的能量比激發(fā)態(tài)時(shí)高B、基態(tài)時(shí)比較穩(wěn)定

C、基態(tài)時(shí)的能量比激發(fā)態(tài)時(shí)低D、激發(fā)態(tài)時(shí)比較穩(wěn)定

2、生活中的下列現(xiàn)象與原子核外電子發(fā)生躍遷有關(guān)的是()

A、鋼鐵長(zhǎng)期使用后生銹B、節(jié)日里燃放的焰火

C、金屬導(dǎo)線可以導(dǎo)電D、夜空中的激光

3、當(dāng)碳原子的核外電子排布由Is22s22P2轉(zhuǎn)變?yōu)镮s為s'2P-時(shí)，下列說(shuō)法正確

的是

A.碳原子由基態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)B.碳原子由激發(fā)態(tài)變?yōu)榛鶓B(tài)

C.碳原子要從外界環(huán)境中吸收能量I).碳原子要向外界環(huán)境釋放能量

4、請(qǐng)根據(jù)構(gòu)造原理，寫出下列基態(tài)原子的電子排布式

(1)N(2)Ne(3)Br(4)Ca

5、若某基態(tài)原子的外圍電子排布為4d’5s2,則下列說(shuō)法正確的是

A.該元素基態(tài)原子中共有3個(gè)電子B.該元素原子核外有5個(gè)電子層

C.該元素原子最外層共有3個(gè)電子D.該元素原子M能層共有8個(gè)電子

6、某元素的激發(fā)態(tài)原子的電子排布式為Is22s22P63s23P34sl則該元素

基態(tài)原子的電子排布式為；元素符號(hào)

為o

7、根據(jù)構(gòu)造原理寫出11、16、36號(hào)元素的基態(tài)的電子排布

知三、構(gòu)造原理

識(shí)1.構(gòu)造原理：絕大多數(shù)基態(tài)原子核外電子的排布的能級(jí)順序都遵循下列順序：ls2s

2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s...

結(jié)

2、能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象(從第3電子層開始)：是指電子層數(shù)較大的某些軌道的能量反低

構(gòu)

于電子層數(shù)較小的某些軌道能量的現(xiàn)象。

與

電子先填最外層的ns,后填次外層的(n-1)d,甚至填入倒數(shù)第三層的(n-2)

板f的規(guī)律叫做“能級(jí)交錯(cuò)

書3.能量最低原理：原子核外電子遵循構(gòu)造原理排布時(shí)，原子的能量處于最低狀態(tài)。

迅即在基態(tài)原子里，電子優(yōu)先排布在能量最低的能級(jí)里，然后排布在能量逐漸升高的

設(shè)

能級(jí)里。

計(jì)

4、對(duì)于同一電子亞層（能級(jí)）（等價(jià)軌道），當(dāng)電子排布為全充滿、半充滿或全空時(shí)，原

子是比較穩(wěn)定的。

5、基態(tài)原子核外電子排布可簡(jiǎn)化為：［稀有氣體元素符號(hào)］+外圍電子（價(jià)電子、最

外層電子）

四、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜

1、基態(tài)一處于最低能量的原子。

激發(fā)態(tài)一當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會(huì)躍遷到較高能級(jí)，變成激發(fā)態(tài)原子。

基態(tài)與激發(fā)態(tài)的關(guān)系：

2、不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素

的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜

3、光譜分析一利用原子光譜線上的特征譜線來(lái)鑒定元素。

課后反思

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)課時(shí)第三課時(shí)

知識(shí)1、了解原子核外電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，了解電子云的概念

教

與2、了解原子軌道圖及每個(gè)能級(jí)中的軌道分布情況和最大容納電子數(shù)

技能3、掌握泡利原理、洪特規(guī)則

學(xué)

過(guò)程與

復(fù)習(xí)和沿伸、進(jìn)一步認(rèn)識(shí)核外電子排布，親自動(dòng)手書寫，體會(huì)原理

方法

目

情感態(tài)

充分認(rèn)識(shí)原子電子排布遵循的原則，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，有利于增強(qiáng)學(xué)

度價(jià)值

的生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

觀

重點(diǎn)泡利原理、洪特規(guī)則

難點(diǎn)泡利原理、洪特規(guī)則

教學(xué)過(guò)程

教學(xué)步驟、內(nèi)容師生活動(dòng)

［設(shè)問］原子核外電子是如何運(yùn)動(dòng)的呢？

［講］20世紀(jì)處，丹麥科學(xué)家玻爾把原子類比為太陽(yáng)系，提出了原子的行星

模型。認(rèn)為核外電子象行星繞太陽(yáng)那樣繞原子核運(yùn)動(dòng)。1916年玻爾因此獲

得諾貝爾物理獎(jiǎng)。然而，在后來(lái)的十年間，玻爾建立的行星模型被量子理論

學(xué)徹底否定了。

［引入］電子在核外空間運(yùn)動(dòng)，能否用宏觀的牛頓運(yùn)動(dòng)定律來(lái)描述呢？

［板書］五、電子云和原子軌道：

1、電子云

（1）電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：①質(zhì)量極?、谶\(yùn)動(dòng)空間極小③極高速運(yùn)動(dòng)。

［講］因此，電子運(yùn)動(dòng)不能用牛頓運(yùn)動(dòng)定律來(lái)描述，只能用統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)來(lái)描

述。我們不可能像描述宏觀運(yùn)動(dòng)物體那樣，確定一定狀態(tài)的核外電子在某

個(gè)時(shí)刻處于原子核外空間如何，而只能確定它在原子核外各處出現(xiàn)的概率。

［講］概率分布圖看起來(lái)像一片云霧，因而被形象地稱作電子云。常把電子出

現(xiàn)的概率約為90%的空間圈出來(lái)，人們把這種電子云輪廓圖成為原子軌道。

［板書］2、原子軌道

［講］s電子的原子軌道都是球形的（原子核位于球心），能層序數(shù)越大，原

子軌道的半徑越大。這是由于Is,2s,3s……電子的能量依次增高，電子

在離核更遠(yuǎn)的區(qū)域出現(xiàn)的概率逐漸增大，電子云越來(lái)越向更大的空間擴(kuò)展。

這是不難理解的，打個(gè)比喻，神州五號(hào)必須依靠推動(dòng)（提供能量）才能克服地

球引力上天，2s電子比1s電子能量高，克服原子核的吸引在離核更遠(yuǎn)的空

間出現(xiàn)的概率就比1s大，因而2s電子云必然比1s電子云更擴(kuò)散。

［講］P的原子軌道是紡錘形的，每個(gè)P能級(jí)有3個(gè)軌道，它們互相垂直，

分別以匕、P,、P”為符號(hào)。P原子軌道的平均半徑也隨能層序數(shù)增大而增大。

［板書］s電子軌道都是球形；P原子軌道是紡錘形分別以p*、p，、p,為符號(hào)。

D原子軌道是花瓣形的。

［講］量子力學(xué)告訴我們：ns能級(jí)各有一個(gè)軌道，np能級(jí)各有3個(gè)軌道，

nd能級(jí)各有5個(gè)軌道，nf能級(jí)各有7個(gè)軌道.而每個(gè)軌道里最多能容納2

個(gè)電子，通常稱為電子對(duì)，用方向相反的箭頭“tI”來(lái)表示。用□或。代

表一個(gè)原子軌道，可用箭頭表示一個(gè)電子，這樣的式子稱為軌道表示式或電

子排布圖。

［板書］3、泡利原理：一個(gè)原子軌道里最多只能容納2個(gè)電子，而且自旋

方向相反，這個(gè)原理成為泡利原理。

［思考］推理各電子層的軌道數(shù)和容納的電子數(shù)。

［講］對(duì)于基態(tài)原子來(lái)說(shuō)（洪特規(guī)則的使用前提），在能量相等的軌道

上，自旋平行的電子數(shù)目最多時(shí)，原子的能量最低。所以在能量相等

的軌道上，電子盡可能自旋平行地多占不同的軌道。例如碳原子核外

有6個(gè)電子，按能量最低原理和保里不相容原理，首先有2個(gè)電子排

布到第一層的1s軌道中，另外2個(gè)電子填入第二層的2s軌道中，剩

余2個(gè)電子排布在2個(gè)p軌道上，具有相同的自旋方向，而不是兩個(gè)

電子集中在一個(gè)P軌道，自旋方向相反。

［板書］4、洪特規(guī)則：當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，總是優(yōu)先單

獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，而且自旋方向相同，這個(gè)規(guī)則是洪特規(guī)則。

［科學(xué)探究］下列表示的是第二周期中一些原子的核外電子排布，請(qǐng)說(shuō)出每

種符號(hào)的意義及從中獲得的一些信息。

ggLU_lJ時(shí)伸口的國(guó)囹田園畫田g|MU

回回的旺園

BCNOF

由圖總結(jié)：1、每個(gè)原子軌道里最多只能容納幾個(gè)電子？

2、當(dāng)電子排面在同一能級(jí)時(shí)，有什么規(guī)律？

［小結(jié)］每個(gè)原子軌道里最多容納2個(gè)電子。當(dāng)電子排布在同一能級(jí)時(shí)，總

是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)不同的軌道而且自旋方向相同

［思考與交流］寫出24號(hào)、29號(hào)元素的電子排布式，價(jià)電子排布軌道式，閱

讀周期表，比較有什么不同，為什么？從元素周期表中查出銅、銀、金的外

圍電子層排布。它們是否符合構(gòu)造原理？

【知識(shí)拓展】

從元素周期表中查出銅、銀、金的外圍電子

層排布。它們是否符合構(gòu)造原理？

元素

CuAu

電子層贏Ag