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高二化学选修3 原子结构与元素周期表(第一、二课时)知识与技能：1.理解能量最低原则、泡利不相容原理、洪特规则，能用以上规则解释1~36号元素基态原子的核外电子排布；2.能根据基态原子的核外电子排布规则和基态原子的核外电子排布顺序图完成1~36号元素基态原子的核外电子排布和价电子排布；3.知道元素周期表中元素按周期划分的原因，族的划分与原子中价电子数目和价电子排布的密切关系。
4.了解原子半径的周期性变化，能用原子结构的知识解释主族元素原子半径周期性变化的原因；5.明确原子结构的量子力学模型的建立使元素周期表的建立有了理论依据。
过程与方法：通过书写1~18号元素的原子结构示意图进行联想质疑，从而尝试总结排布原则，理解能量最低原则、泡利不相容原理、洪特规则，在活动探究中学会1~36号原子的核外电子排布式书写。
第2、3课时也通过联想质疑、交流研讨、观察思考等栏目理清核外电子排布与元素周期表，与原子半径等的关系。
情感、态度与价值观：树立发展的认识观，积极参与活动探究培养个人处理事情的能力。
教学重难点：认识能量最低原则、泡利不相容原理、洪特规则，了解核外电子排布与元素周期表的周期、族划分的关系。
课型：新课课时安排：3课时（第一课时）教学过程：[基础梳理]1 我们以前知道的原子核外电子的排布规律内容有：（1）原子核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层理，然后由里向外逐步排布在能量逐渐升高的电子层里，即先排满K层再排L层，排满L层再排M层┅┅┅（2）每一层上最多容纳的电子数为个；（3）最外层电子数不超过个（K层为最外层不超过个）；（4）次外层电子数不超过个，倒数第三层电子数不超过个。
2 请画出 1 ～ 20号元素的原子结构示意图。
[联想质疑]为什么第一层最多只能容纳两个电子，第二层最多只能容纳八个电子而不能容纳更多的电子呢？第三、四、五层及其他电子层最多可以容纳多少个电子？原子核外电子的排布与原子轨道有什么关系？[引入新课] 通过上一节的学习，我们知道：电子在原子核外是按能量高低分层排布的，同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级(S、P、d、f)，就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。
各能层上的能级是不一样的。
原子中的电子在各原子轨道上按能级分层排布，在化学上我们称为构造原理。
下面我们要通过探究知道基态原子的核外电子的排布。
[板书]一、基态原子的核外电子排布[讲授]通过前面的学习我们知道了核外电子在原子轨道上的排布是从能量最低开始的，然后到能量较高的电子层，逐层递增的。
也就是说要遵循能量最低原则的。
比如氢原子的原子轨道有1s、2s、2p x、2p y、2p z等，其核外的惟一电子在通常情况下只能分布在能量最低的1s原子轨道上，电子排布式为1s1。
也就是说用轨道符号前的数字表示该轨道属于第几电子层，用轨道符号右上角的数字表示该轨道中的电子数（通式为：nl x）。
例如，原子C的电子排布式为1s2s22p2。
基态原子就是所有原子轨道中的电子还没有发生跃迁的原子，此时整个原子能量处于最低．[板书]1.能量最低原则[讲解]原则内容：通常情况下，电子总是尽先占有能量最低的轨道，只有当这些轨道占满后，电子才依次进入能量较高的轨道，这就是构造原理。
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，简称能量最低原则。
打个比方，我们把地球比作原子核，把能力高的大雁、老鹰等鸟比作能量高的电子，把能力低的麻雀、小燕子等鸟比作能量低的电子。
能力高的鸟常在离地面较高的天空飞翔，能力低的鸟常在离地面很低的地方活动。
[练习]请按能量由低到高的顺序写出各原子轨道。
[学生] 1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f5g6s[讲解]但从实验中得到的一般规律，却跟大家书写的不同，顺序为1s→2s→2p→3s→3p→4s →3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s…………大家可以看图1-2-2。
[板书]能量由低到高顺序：1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p →7s……[过渡]氦原子有两个原子，按照能量最低原则，两电子都应当排布在1s轨道上，电子排布式为1s2。
如果用个圆圈（或方框、短线）表示满意一个给定量子数的原子轨道，这两个电子就有两种状态：自旋相同↑↑或自旋相反↑↓。
事实确定，基态氦原子的电子排布是↑↓，这也是我们对电子在原子轨道上进行排布必须要遵循的另一个原则――泡利不相容原理。
原理内容：一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，并且这两个电子的自旋方向必须相反；或者说，一个原子中不会存在四个量子数完全相同的电子。
［板书］2.泡利不相容原理［讲解］在同一个原子轨道里的电子的自旋方向是不同的，电子自旋可以比喻成地球的自转，自旋只有两种方向：顺时针方向和逆时针方向。
在一个原子中没有两个电子具有完全相同的四个量子数。
因此一个s轨道最多只能有2个电子，p轨道最多可以容纳6个电子。
按照这个原理，可得出第n电子层能容纳的电子总数为2n2个［板书］一个原子轨道最多容纳２个电子且自旋方向必须相反［交流研讨］C：最外层的p能级上有三个规道可能写出的基态C原子最外层p能级上两个电子的可能排布：①2p②③④p有3个轨道，而碳原子2p能层上只有两个电子，电子应优先分占，而不是挤入一个轨道，C 原子最外层p能级上两个电子的排布应如①所示，这就是洪特规则。
［板书］３.洪特规则在能量相同的轨道上排布，尽可能分占不同的轨道并切自旋方向平行［小结］核外电子在原子规道上排布要遵循三个原则：即能量最低原则、泡利不相容原理和洪特规则。
这三个原则并不是孤立的，而是相互联系，相互制约的。
也就是说核外电子在原子规道上排布要同时遵循这三个原则。
［阅读解释表１－２－１］电子排布式可以简化，如可以把钠的电子排布式写成[Ne]3S1。
［板书］４.核外电子排布和价电子排布式［过渡］活动探究尝试写出19～36号元素K～Kr的原子的核外电子排布式。
［小结］钾K：1s22s22p63s23p64s1；钙Ca：1s22s22p63s23p64s2；铬Cr：1s22s22p63s23p63d44s2；铁Fe：1s22s22p63s23p63d64s2；钴Co：1s22s22p63s23p63d74s2；铜Cu：1s22s22p63s23p63d94s2；锌Zn：1s22s22p63s23p63d104s2；溴Br：1s22s22p63s23p63d104s24p5；氪Kr：1s22s22p63s23p63d104s24p6；注意：大多数元素的原子核外电子排布符合构造原理，有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有一个电子的偏差，如：K原子的可能电子排布式与原子结构示意图，按能层能级顺序，应为1s22s22p63s23p63d11s22s22p63s23p64s1事实上，在多电子原子中，原子的核外电子并不完全按能层次序排布。
再如：24号铬Cr：1s22s22p63s23p63d54s1；29号铜Cu：1s22s22p63s23p63d104s1；这是因为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。
［例题］基态铬原子的电子排布式是（）A.1S22S22p63S23p64S14p5B.1S22S22p63S23p63d6C.1S22S22p63S23p64S23d4D.1S22S22p63S23p63d54S1［解析］核外电子排布式书写必须符合能量最低原理、洪特规则、泡利不相容原理，三者相互制约，相互联系。
另外还要注意洪特通过分析光谱实验的结果指出，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（P0和d0）状态时，体系的能量最低;原子较稳定。
答案：D［讲授］大量事实表明，在内层原子轨道上运动的电子能量较低，在外层原子轨道上运动的电子能量较高，因此一般化学反应只涉及外层原子轨道上的电子，我们称这些电子为价电子。
元素的化学性质与价电子的数目密切相关，为了便于研究元素化学性质与核外电子间的关系，人们常常只表示出原子的价电子排布。
例如，原子C的电子排布式为1s2s22p2，还可进一步写出其价电子构型：2s22p2 。
图１－２－５所示铁的价电子排布式为3d64s2。
［总结］本节课理解能量最低原则、泡利不相容原理、洪特规则，能用以上规则解释1～36号元素基态原子的核外电子排布；能根据基态原子的核外电子排布规则和基态原子的核外电子排布顺序图完成1~36号元素基态原子的核外电子排布和价电子排布。
一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋方向相反，这个原理成为泡利原理。
推理各电子层的轨道数和容纳的电子数。
当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则是洪特规则。
［作业］简写19～36号元素K～Kr的原子的核外电子排布式。
主板书一、基态原子的核外电子排布1.能量最低原则能量由低到高顺序：1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s……2.泡利不相容原理一个原子轨道最多容纳２个电子且自旋方向必须相反３.洪特规则在能量相同的轨道上排布，尽可能分占不同的轨道并切自旋方向平行４.核外电子排布和价电子排布式(第二课时)[昨日回放]学生像过电影一样回忆上一课时学习到的内容，进一步规范学生的学习习惯。
[学生活动，教师可适当引导]能量由低到高顺序：1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p →7s……泡利不相容原理指出一个原子轨道最多容纳２个电子且自旋方向必须相反。
洪特规则要求在能量相同的轨道上排布，尽可能分占不同的轨道并切自旋方向平行。
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（P0和d0）状态时，体系的能量最低，原子较稳定。
还学习了1~36号原子的核外电子排布式书写。
[联想质疑]图1-2-6是元素周期表的轮廓图。
观察此图后，你是否想过，原子的核外电子排布与元素周期表中周期、族的划分有什么内在联系？[复习回顾]元素周期表的知识1.短周期（一、二、三行）（元素有2、8、8种）周期长周期（四、五、六行）（元素有18、18、32种）不完全周期（七行）（元素有26种）元素周期表结构主族（1、2、13、14、15、16、17列） A族族副族（3、4、5、6、7、11、12列）B族零族（18列）第VIII族（8、9、10列）2. 随着原子序数的递增，元素的原子最外层电子排布呈现周期性变化。
元素周期律：元素的性质随着元素原子序数的递增，而呈现出周期性的变化。
