基态原子核外电子排布教学案例

作者：山东省北镇中学史学强（共7页·第一页）email:[e-mail]基态原子的核外电子排布教学设计——鲁科新教材《物质结构》第一章第二节第一课时教学设计史学强山东省北镇中学，山东省滨州市256600关键词：基态原子核外电子排布教学设计主体探究摘要：根据鲁科版选修新教材的特点，运用“学生主体探究式”的教学方法，对情感态度和价值观的教学目标进行强化的一个实用的教学设计1.课程标准与教材分析1.1课标要求：(1)、了解原子核外电子运动状态(2)、了解原子结构的构造原理，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）核外电子的排布。1.2教材分析：教材在原子结构量子力学模型的基础上，进一步介绍基态原子的核外电子排布的内容。基态原子的核外电子排布的内容是通过“活动·探究”来完成的2.教学设计2.1教学目标2.1.1知识技能：(1)、使学生理解能量最低原理、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)、使学生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)、通过学习，使学生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。作者：山东省北镇中学史学强（共7页·第二页）email:[e-mail]2.1.2过程方法：(1)、重新让学生体会模型在原子结构认识中的重要作用。(2)、使学生体会理论对实际的指导作用以及利用理论知识解决新情景、新问题的能力。2.1.3情感态度：感受科学家在科学创造中的丰功伟绩，增强学习化学的兴趣。2.2教学分析2.2.1学情分析：在必修课程中，学生对原子结构与元素周期表的关系有了一定的认识，如原子最外层电子数和主族序数的关系。在前一节中学生也学习原子结构的玻尔原子模型和量子力学模型，在学习这些原子结构模型以后学生对电子在这些重新划分的轨道中的排列情况充满了好奇。2.2.2教学设想：充分利用学生对新知识的渴望，并为了让学生积极主动的获取知识，对于基态原子的核外电子排布的内容可以充分的设计活动探究，再现原子结构认识史中科学家遇到的种种困惑，以及在新问题面前他们的解决方法，并练习1~36号元素的核外电子排布式的书写；对于教材中的资料性栏目可以组织学生阅读，课下通过网络等搜集相关资料等方式，使其能够对本节主要教学内容的学习起到一定的促进作用。2.2.3课堂设计：根据课标要求以及教材内容，本节通过学生的主体探究活动完成基态原子的核外电子排布规律的教学任务，使学生掌握1～36号元素的核外电子排布式的书写2.3重点难点作者：山东省北镇中学史学强（共7页·第三页）email:[e-mail]2.3.1知识框架：能量最低原理泡利不相容原理洪特规则2.3.2重点难点：认识泡利不相容原理、能量最低原理、洪特规则2.4教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图新课引入【讲述】通过化学必修课程的学习，你已经建立起电子在原子核外分层排布的概念，试回顾1～18号元素的原子结构示意图（可在学生书写了一些以后投影出常见的一些原子的原子结构示意图）。思考以下问题：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电子？原子核外电子的排布与原子轨道有什么联系？原子核外电子排布与元素周期表是否存在着内在的联系？学生尝试书写一些比较熟悉的元素原子的原子结构示意图并根据所得结构示意图思考老师提出得几个问题。复习已经学习得内容并提出新的问题，激发学生的学习兴趣并使其明确本节课的学习任务。【讲述并板书】明确本课时要学基态原子的核外电子排布规律作者：山东省北镇中学史学强（共7页·第四页）email:[e-mail]过渡，引入本课时学习主题一、基态原子的核外电子排布借助量子力学理论和原子光谱，人们就能推测原子中的电子处于哪组量子数（n,l,m）标记的原子轨道上。研究发现，原子中的电子在各原子轨道上的分布是有一定规律的。因此，探讨最稳定状态即基态原子的核外电子排布规律具有重要意义，那么电子是如何分布在基态原子的原子轨道上的呢？学生认真听讲习的主要内容，使学生明白下列要学习的理论知识现在是可以通过实验验证的。方法准备【讲述并板书】１、基态原子：处于最稳定状态的原子，即原子处于能量最低状态。２、基态原子核外电子排布的表示方法：A－电子排布式B－轨道排布式投影锂原子的电子排布式和轨道排布式学生理解基态原子的概念。学习两种核外电子排布的表示方法。通过示例巩固新学习的表示方法。给予学生必要的知识储备和方法导引为下一步的主体探究活动做准备。让学生重新体验科学家研究中大致经历的过程【教师引导】１、能量最低原则根据前一节所学原子轨道量力学模型知识书写氢原子的原子轨道，并尝试按照使氢原子的整个体系处于最学生书写氢原子的原子轨道，并按照要求排列一电子在原子轨道因为学生已经有了基态原子的概念，很容易得到基态原子核外电作者：山东省北镇中学史学强（共7页·第五页）email:[e-mail]主体探究活动：基态原子的核外电子排布规律稳定状态（即基态）。并总结你为什么如此在原子轨道上排列这一个电子。尝试书写基态氦原子的核外电子的轨道排布式。展示学生所得到的两种不同的结果，引发学生思考，这两种情况在轨道上的能量来分析都处于能量最低状态，但是实验测定它只按照一种方式排布。在引导学生思考后教师直接给出电子在排布的时候还要遵循：泡利不相容原理２、泡利不相容原理教师在给出泡利不相容原理的主要内容后，让学生书写：He、Li、Be、B、C的基态原子核外电子排布式和轨道排布式。根据学生的课堂表现给予适当的指导使其掌握正确的书写方法，同时对他们出现的问题指出：C的核外电子轨道排布式可能会有多种情况，这些上。学生书写基态氦原子的核外电子的轨道排布式，并得到两种可能的情况。学生会自己分析可能还有其他排布规律学生练习书写He、Li、Be、B、C的基态原子核外电子排布式和轨道排布式，学生会思考基态排布规律—能量最低原则学生在得到一个正确的答案后会很兴奋，所以当遇到新问题的时候会积极的思考让学生练习基态原子核外电子排布的表示方法的正确书写但是会在书写出C的核外电子轨道排布式后产生疑问作者：山东省北镇中学史学强（共7页·第六页）email:[e-mail]状态都是基态吗？（投影出正确答案和C的核外电子轨道排布式可能会有多种情况）在引导学生思考后教师直接给出电子在排布的时候还要遵循：洪特规则３、洪特规则教师在给出洪特规则的主要内容后，让学生书写：7～18元素的基态原子核外电子排布式和轨道排布式。【讲述并板书】４、基态原子的电子在原子轨道上的排布顺序。投影出基态原子的电子在原子轨道上的排布顺序图，并且说明这是从实验得到的一般规律，适用于大多数基态原子的核外电子排布。让学生练习K、Ca、Cr、Cu的核外电子排布式的书写。投影正确书写方式，并指出Cr、Cu的特殊，介绍洪特的光谱分析实验结果。原子的核外电子排布可能还有其他规律。学生书写7～18元素的基态原子核外电子排布式和轨道排布式学生书写K、Ca、Cr、Cu的核外电子排布式。综合利用新学习的知识对1～18元素的基态原子核外电子排布式和轨道排布式的书写进行巩固练习相对较复杂的原子的核外电子排布式的书写并引出新问题作者：山东省北镇中学史学强（共7页·第七页）email:[e-mail]让学生小结基态原子的核外电子排布规律，并总结在书写中的一般思路和方法。【点评并板书】５、核外电子排布书写的一般方法和思路：（１）确定原子序数（２）按照能量最低原理将电子排布在能量由低到高的轨道上（３）排布中遵循泡利不相容原理、洪特规则及其补充规则在学生学习主要的内容以后，指出一般化学反应只涉及外层原子轨道上的电子，让学生体会“价电子”的概念。学生小结作业：书写1～36元素基态原子的核外电子排布式让学生学会及时的对自己所发现和学习的知识以及方法进行总结讲述“价电子”为下一课时做好铺垫3.自我评价本节课中充分发挥学生的主观能动性，让学生积极主动的学习，并从中体会到学习的乐趣和科学家在研究中的一些真实经历。把课堂练习融汇到学生的主题探究中，摆脱以往那种以练习为练习的的知识巩固方式。