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(共20张PPT)
《选择性必修二》第一章 第一节 原子结构
课时3 电子云与原子轨道
泡利原理、洪特规则、能量最低原理
目标素养
知道电子的运动状态可通过原子轨道和电子云模型来描述，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。
认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则，能写出1-36号元素基态原子的轨道表示式，初步学会运用模型解决实际问题。
教学重难点
教学难点：电子云与原子轨道。
教学重点：核外电子的运动状态，电子云与原子轨道；泡利 原理和洪特规则。
想一想
旧知识回顾
能层与能级
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提出问题
我们学习了能层与能级后，知道原子核外电子是按能量高低分层分级排布，那么原子核外电子的运动状态又是怎样的呢？
环节一 认识电子云与原子轨道
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学生活动1
阅读P12-13页，思考下列问题：
环节一 认识电子云与原子轨道
1.1913年玻尔提出电子在线性轨道上绕核运行，到了1926年，该模型就被量子力学推翻了，量子力学认为原子核外电子是怎么运动的呢？
按量子力学，电子是可以在核外空间各处出现的，但出现的概率不同。
用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。
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学生活动1
阅读P12-13页，思考下列问题：
环节一 认识电子云与原子轨道
用小点来描述电子在原子核外空间出现的概率密度,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。并不是电子的真实运动轨迹。
2.电子云是什么？是电子的运动的轨迹吗？
为了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,把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出来,即为电子云轮廓图
想一想
学生活动1
阅读P12-13页，思考下列问题：
环节一 认识电子云与原子轨道
不同能级电子云形状是不同的，所有原子s能级的电子云都是一个球形的；p能级电子云是哑铃状，且都有3个互相垂直的电子云，分别称为px、py、pz。而能层越高，电子云半径越大。
3.电子云是什么形状的？不同能层、能级的电子云大小和形状是一样的吗？
想一想
学生活动1
阅读P12-13页，思考下列问题：
环节一 认识电子云与原子轨道
4.什么是原子轨道？观察表1-2，归纳原子轨道与能层、能级、电子云之间的关系。
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；
不同能层（n）的原子轨道数=n2(n为能层序数)；即第一能层1个（1s轨道），第二能层4个（2s、2px、2py、2pz轨道），第三能层9个（3s、3px、3py、3pz轨道+d能级5个轨道）......
不同能级原子轨道数：s能级=1个，p能级=3个，d能级=5个，f能级=7个......
课堂评价1
练一练
1.下列关于电子云的说法中正确的是(　　)。
A.电子云表示电子在原子核外运动的轨迹
B.电子云表示处于一定空间运动状态的电子在核外空间出现 的概率密度分布
C.电子云图中的小点越密,表示核外空间的电子越多
D.钠原子的1s、2s、3s电子云半径相同
B
2.图1和图2 分别是1s电子的概率密度分布图和电子云轮廓图。下列有关说法正确的是(　　)。
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
C.图2表明1s电子云轮廓图呈球形,有无数对称轴
D.图1中的小点表示电子在核外所处的位置
课堂评价1
练一练
C
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学生活动2
阅读课文14-16页，回答下列问题：
环节二 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
1.对比能层最多容纳的电子数与原子轨道数有什么关系？泡利提出了什么原理？
n能层最多容纳电子数=2n2，而该能层原子轨道数=n2，即1轨道最多容纳2个电子，且它们自旋相反，有顺时针和逆时针两种取向，常用上下箭头(↑和↓)表示。
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学生活动2
阅读课文14-16页，回答下列问题：
环节二 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
2.电子排布的轨道表示式怎么书写？
用方框(或圆圈)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的电子,“↑↓”称电子对,“↑”或“↓”称单电子(或称未成对电子)。箭头同向的单电子称自旋平行。
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学生活动2
阅读课文14-16页，回答下列问题：
环节二 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
3.1925年洪特总结出判断基态原子光谱的规则是什么？
基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行，称为洪特规则。
洪特规则不但适用于基态原子，也适用于基态离子，但不适用于电子填入能量不同的轨道。
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思考与讨论
环节二 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
A，根据泡利原理，在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，且它们的自旋相反。
A，根据洪特规则，基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。
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学生活动2
阅读课文16页，回答下列问题：
环节二 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
4.基态是能量最低的状态，那么基态原子的电子如何填充原子轨道才能保证能量最低呢？
能量最低原理：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低。
相邻能级能量相差很大时，电子填入能量低的能级（主族元素）；相邻能级能量相差不大时，有1-2个电子占据能量稍高的能级可能反而降低排斥力，使整个原子能量最低（副族元素）。
总之，基态原子的核外电子排布遵循泡利原理、洪特规则和能量最低原理。
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学生活动3
P16思考与讨论：
环节二 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
(1)氦原子核外有2个电子，根据能量最低原理和泡利原理，基态氦原子的2个电子以自旋相反的形式填充在能量最低的1s轨道中；且1s和2s轨道能量相差较大，所以基态氦原子不会出现2个电子单独分占1s、2s轨道的情况。
(2)氮原子核外有7个电子，根据能量最低原理和泡利原理，基态氮原子先有2个电子以自旋相反的形式填充在1s轨道中，又有2个电子以自旋相反的形式填充在2s轨道中；根据洪特规则，余下的3个电子将以自旋平行的方式分别填充在个取向不同但能量相同的2p轨道中。
(3)根据构造原理书写电子排布式，基态钪原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，可推知其价层电子排布是3d14s2，而不是4s3。
(1)为什么基态氦原子的电子排布是1s2而不是1s12s1？
(2)为什么基态氮原子的轨道表示式是 ，而不是
(3)为什么基态Sc的价层电子排布是3d14s2，而不是4s3？
课堂评价2
练一练
P17练习：3、5、6、7、8、9、10
课堂小结
记一记
再见

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