电子云与原子轨道教案
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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。
[练一练]请根据构造原理,写出1~36号元素原子的电子排布式。
[展示]1.H 1s1 C 1s22s22p2O 1s22s22p4Na 1s22s22p63s1Mg 1s22s22p63s2 Al 1s22s22p63s23p1Si 1s22s22p63s23p2P 1s22s22p63s23p3S 1s22s22p63s23p4Cl 1s22s22p63s23p5K 1s22s22p63s23p64s1 Ca 1s22s22p63s23p64s2Mn 1s22s22p63s23p63d54s2Fe 1s22s22p63s23p63d664s2 Co 1s22s22p63s23p63d74s2Ni 1s22s22p63s23p63d84s2Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 Zn 1s22s22p63s23p63d104s22.阅读课本表1-1,总结电子排布式的书写原则[讲解]电子排布式的书写原则(1)按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中[学生回顾]各能级的能量高低顺序(1)相同能层的不同能级的能量高低顺序: ns<np<nd<nf(2)英文字母相同的不同能级的能量高低顺序: 1s<2s<3s<4s;2p<3p<4p; 3d<4d(3) 不同层不同能级可由下面的公式得出: ns<(n-2)f<(n-1)d <np (n为能层序数)[思考与讨论]1.按构造原理写出稀有气体氦、氖、氩、氪、氙、氡的基态原子的最外层电子排布;除氦外它们的通式是什么?2、电子排布式可以简化,如Na的电子排布式可简化为[Ne]3s1,上述方括号的意义是什么?仿照Na的简化电子排布式,写出O、Si、Cu的简化电子排布式。
3.为突出化合价与电子排布式的关系,将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层。
Fe 简化电子排布式为[Ar]3d64s2,价电子排布式为3d64s2,通常元素周期表只给出价层电子排布式,请写出Na、Al、Cl、Mn、Br的价层电子排布。
第一节原子结构(第二课时)
【教学目标】
知识目标:
1.原子核外电子运动的特征。
2.了解核外电子的分层排布规律,能画出1~18号元素的原子结构示意图
能力目标:
1.空间的想象能力和抽象思维能力。
2.分析推理能力。
情感目标:
1.培养学生的唯物观,世界是物质的。
2.物质的运动是有规律的。
3.培养学生用普遍联系的观点分析问题。
教学重点:原子核外电子的排布规律
教学难点:原子核外电子运动的特征,电子云,原子核外电子的排布规律。
教学过程:
【引入】普通物体的运动有固定的轨迹,可以测定或根据一定的数据计算出来在某一时刻的位置,并且能描绘出其运动轨迹。
而原子核外电子的运动没有固定的轨迹,不能测定或计算出电子在某一时刻的位置,也无法描绘出其运动轨迹。
但是电子的运动并不是毫无规律可循的。
今天我们将学习有关核外电子运动的知识。
【板书】二、电子云与原子结构
【讲解】首先,我们来总结一下核外电子的运动特征
【板书】1、原子核外电子的运动特征
(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。
【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,在图中就增加一个小点,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图看起来像一片云雾,因而被形象的称为电子云。
(结合图讲解)
【板书】2、电子云
【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。
那么是不是所有的原子的核外电子的电子云都是球形的呢?【讲解】答案是否定的,根据科学家的研究,P电子的电子云形状呈纺锤形(或无柄亚铃形);d电子云是花瓣形。
像这种电子云的轮廓图我们又称为原子轨道
【板书】3、原子轨道
【讲解】像书上的图1-12是S能级的原子轨道,且随着能层序数n的增大,原子轨道半径也增大。
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增高,电子云就向更大的空间扩展。
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,他们相互垂直,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。
图1-13 P能级的原子轨道图
图1-12 S能级的原子轨道图
【总结】(今天我们主要学习了电子云和原子轨道两个知识点,下面我们总结一下今天所学的内容)
【练习】(课后第3和第5小题)。