2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第1章第1節(jié)第2課時(shí)電子云與原子軌道原子的核外電子排布教學(xué)設(shè)計(jì)新人教版選修3學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具設(shè)計(jì)意圖嘿，親愛的同學(xué)們，今天咱們來聊聊化學(xué)里的“電子云與原子軌道”，這可是理解原子結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵哦！??我們要通過這個(gè)課時(shí)，讓大家明白核外電子的排布規(guī)律，感受化學(xué)世界的奇妙。??就像偵探一樣，一步步揭開電子的神秘面紗，讓我們一起走進(jìn)化學(xué)的奇妙世界吧！??核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，通過實(shí)驗(yàn)和觀察，理解電子云與原子軌道的概念。

2.強(qiáng)化學(xué)生的模型建構(gòu)意識(shí)，讓學(xué)生通過構(gòu)建原子模型，加深對(duì)核外電子排布的理解。

3.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用電子云分布規(guī)律解釋化學(xué)現(xiàn)象，提升邏輯推理能力。

4.增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)知識(shí)在科技發(fā)展和社會(huì)生活中的重要作用。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)，

①掌握核外電子排布的規(guī)律，包括電子層、電子亞層和原子軌道的概念。

②理解電子云的形狀和分布，以及它們?nèi)绾斡绊懺拥幕瘜W(xué)性質(zhì)。

③能夠根據(jù)元素周期表預(yù)測(cè)原子的電子排布。

2.教學(xué)難點(diǎn)，

①理解電子云的抽象概念，將其與具體的原子軌道模型聯(lián)系起來。

②分析復(fù)雜原子的電子排布，特別是過渡元素和內(nèi)過渡元素的電子排布。

③將電子云與化學(xué)鍵的形成和化學(xué)反應(yīng)聯(lián)系起來，理解電子排布對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有《新教材選修3》中關(guān)于電子云與原子軌道的相關(guān)章節(jié)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備電子云分布圖、原子軌道示意圖、周期表電子排布動(dòng)畫等多媒體資源。

3.實(shí)驗(yàn)器材：如果進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)備原子模型教具，確保安全性。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，每個(gè)小組配備白板和筆，以便于繪制原子結(jié)構(gòu)圖。教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對(duì)電子云與原子軌道的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場(chǎng)提問：“同學(xué)們，你們知道電子在原子中是如何分布的嗎？它們就像小精靈一樣，在原子核周圍跳著神秘的舞蹈。”

接著展示一些原子模型和電子云分布的動(dòng)畫，讓學(xué)生直觀感受到電子在原子中的活動(dòng)。

我簡(jiǎn)要介紹電子云與原子軌道的基本概念，讓學(xué)生對(duì)今天的學(xué)習(xí)內(nèi)容有一個(gè)初步的了解，為深入探討打下基礎(chǔ)。

2.電子云與原子軌道基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解電子云與原子軌道的基本概念、組成部分和原理。

過程：

我首先講解電子云的定義，用“電子云就像一片迷霧，雖然看不見，但我們可以通過觀察它的形狀和密度來了解電子的運(yùn)動(dòng)軌跡。”這樣的比喻來幫助學(xué)生理解。

然后詳細(xì)介紹電子云的組成部分，包括主量子數(shù)、角量子數(shù)、磁量子數(shù)和自旋量子數(shù)，并使用圖表展示這些量子數(shù)如何影響電子云的形狀。

3.電子云與原子軌道案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解電子云與原子軌道的特性和重要性。

過程：

我選擇幾個(gè)典型的元素，如氫、氦、碳等，分析它們的電子云與原子軌道分布。

詳細(xì)介紹每個(gè)元素的電子排布情況，讓學(xué)生看到從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的變化過程。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些元素的電子排布如何影響它們的化學(xué)性質(zhì)，比如氫的電子云非常集中，而碳的電子云則較為分散。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

我將學(xué)生分成小組，每個(gè)小組負(fù)責(zé)研究一種元素的電子云與原子軌道分布，并討論它們?nèi)绾斡绊懺撛氐幕瘜W(xué)行為。

每組需要準(zhǔn)備一份簡(jiǎn)報(bào)，展示他們的發(fā)現(xiàn)和討論結(jié)果。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對(duì)電子云與原子軌道的認(rèn)識(shí)和理解。

過程：

每組代表上臺(tái)展示他們的研究成果，其他同學(xué)和教師可以提問和提供反饋。

我作為教師，對(duì)每個(gè)小組的展示進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出亮點(diǎn)和需要改進(jìn)的地方。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)電子云與原子軌道的重要性和意義。

過程：

我簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括電子云與原子軌道的基本概念、具體案例分析和小組討論的成果。

我強(qiáng)調(diào)電子云與原子軌道在理解化學(xué)鍵形成、化學(xué)反應(yīng)和材料科學(xué)中的重要性，并鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)探索這一領(lǐng)域。

7.布置作業(yè)

目標(biāo)：鞏固學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。

過程：

我布置一項(xiàng)作業(yè)，要求學(xué)生選擇一個(gè)他們感興趣的元素，研究其電子云與原子軌道的分布，并撰寫一份報(bào)告，分析該元素的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)特點(diǎn)。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-電子云與原子軌道的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)：介紹量子力學(xué)中的薛定諤方程和波函數(shù)的概念，以及它們?nèi)绾斡糜诿枋鲭娮拥倪\(yùn)動(dòng)。

-原子軌道的對(duì)稱性：探討不同原子軌道（s、p、d、f）的對(duì)稱性如何影響分子的幾何結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵的類型。

-電子云的實(shí)驗(yàn)觀察：介紹如何通過光譜學(xué)實(shí)驗(yàn)觀察電子云的分布，如X射線晶體學(xué)、電子能級(jí)躍遷等。

-原子軌道與化學(xué)鍵：討論σ鍵、π鍵、δ鍵等不同類型化學(xué)鍵的形成機(jī)制，以及它們與原子軌道重疊的關(guān)系。

-原子軌道與分子軌道：介紹分子軌道理論，解釋如何將原子軌道組合成分子軌道，并預(yù)測(cè)分子的穩(wěn)定性。

2.拓展建議：

-閱讀相關(guān)科普書籍或文章，如《化學(xué)的奧秘》、《原子與分子》等，以加深對(duì)電子云與原子軌道的理解。

-利用在線教育資源，如化學(xué)教育網(wǎng)站、視頻教程等，觀看關(guān)于量子力學(xué)和原子結(jié)構(gòu)的講解視頻。

-參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，通過實(shí)驗(yàn)觀察電子云的分布，如通過觀察氣體分子的光譜來了解電子能級(jí)。

-閱讀最新的科學(xué)期刊，了解電子云與原子軌道研究的最新進(jìn)展。

-參加化學(xué)競(jìng)賽或研討會(huì)，與其他同學(xué)和專家交流關(guān)于電子云與原子軌道的知識(shí)和見解。

-設(shè)計(jì)一個(gè)項(xiàng)目，研究特定元素或化合物的電子云與原子軌道分布，并撰寫研究報(bào)告。

-制作一個(gè)原子模型，展示不同原子軌道的形狀和電子的排布情況。

-通過模擬軟件，如ChemDraw或MolecularWorkbench，模擬電子云與原子軌道的分布和化學(xué)鍵的形成。

-參與科學(xué)俱樂部或研究小組，與同學(xué)一起探討電子云與原子軌道的復(fù)雜問題。課后作業(yè)為了鞏固學(xué)生對(duì)電子云與原子軌道知識(shí)的理解，以下是一系列課后作業(yè)題目，每個(gè)題目都圍繞課文知識(shí)點(diǎn)展開：

1.題目：氫原子的基態(tài)電子云如何分布？請(qǐng)用文字描述其形狀和密度分布。

答案：氫原子的基態(tài)電子云呈球形分布，電子密度在球體中心最高，隨著距離原子核的增加，電子密度逐漸降低。

2.題目：為什么碳原子的電子云比氫原子更分散？

答案：碳原子有更多的電子層，電子云覆蓋的體積更大，因此電子云更分散。

3.題目：繪制氮原子的電子云分布圖，并標(biāo)出不同能級(jí)的電子。

答案：氮原子的電子云分布圖應(yīng)顯示一個(gè)球形的外層電子云和一個(gè)較小的內(nèi)層電子云。外層電子云分為兩個(gè)sp3雜化軌道，每個(gè)軌道上有一個(gè)電子。

4.題目：解釋為什么氧原子的電子云在化學(xué)鍵形成時(shí)會(huì)發(fā)生重疊？

答案：氧原子在形成化學(xué)鍵時(shí)，其p軌道會(huì)與其他原子的p軌道重疊，這種重疊有助于形成穩(wěn)定的σ鍵和π鍵。

5.題目：根據(jù)電子云的形狀和分布，預(yù)測(cè)甲烷分子的幾何結(jié)構(gòu)。

答案：甲烷分子中，碳原子的sp3雜化軌道與四個(gè)氫原子的1s軌道重疊，形成四個(gè)σ鍵，導(dǎo)致甲烷分子呈現(xiàn)四面體結(jié)構(gòu)。

6.題目：分析氮?dú)夥肿拥碾娮釉浦丿B，解釋為什么氮?dú)夥肿臃浅７€(wěn)定。

答案：氮?dú)夥肿又械膬蓚€(gè)氮原子各自有五個(gè)價(jià)電子，通過形成三個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵，兩個(gè)氮原子的p軌道重疊，使得氮?dú)夥肿泳哂泻芨叩逆I能和穩(wěn)定性。

7.題目：討論電子云密度分布對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

答案：電子云密度高的區(qū)域更容易與其他原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因?yàn)殡娮釉浦械碾娮痈咏雍耍菀妆晃齾⑴c化學(xué)反應(yīng)。

8.題目：解釋為什么同一周期的元素，隨著原子序數(shù)的增加，電子云半徑會(huì)減小。

答案：隨著原子序數(shù)的增加，原子核的正電荷增加，吸引電子云中的電子，導(dǎo)致電子云半徑減小。板書設(shè)計(jì)1.重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：

①電子云：電子在原子核外空間的概率分布，用電子云密度表示。

②原子軌道：電子在原子中運(yùn)動(dòng)的空間區(qū)域，有特定能量和形狀。

③核外電子排布：電子在原子核外不同能級(jí)、能層、軌道上的分布規(guī)律。

2.關(guān)鍵詞：

①主量子數(shù)（