1.1.4 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 教学设计 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

《泡利原理、洪特规则、能量最低原理》教学设计 课题 1.1.4泡利原理、洪特规则、能量最低原理（第4课时） 课 型 新课 学情分析 学生具备接受能力较强、好奇心强、探究的意识强等特点，在该阶段学生对原子结构以及核外电子排布等已有一定的理解，为这节课的学习也奠定了一定的基础。但对核外电子的运动规律以及原子轨道非常陌生，因此本课时教学的重点是如何让学生利用已有的探究必备相关知识，如原子的组成，物质的远动是有规律的等，将泡利原理和洪特规则熟练地运用于原子轨道的理解中。 教材分析 本节内容的功能价值是提高学生的宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知素养，以原子光谱学事实与依据，理解原子核外电子排布的规律和规则的提出背景，并以此为模型，学会利用轨道表示式表示基态原子核外电子的排布。 本课时是人教版选择性必修2第一章第一节《原子结构》第4课时内容，是在学习了能层和能级及电子排布式、价电子排布式、电子云等等概念的基础上，更加深入、直观地走进物质的微观世界—原子轨道，并进一步探索核外电子运动的特点和规律。因此，本课时内容是核外电子排布规律的延续，虽内容仍然有些抽象，学生学起来有困难，但教科书在内容编排上注重了由易到难层层深入，形式上图文并茂帮助其理解，这样能够激发和保持学生的学习兴趣。同时。课标要求是“认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则等”，起点高，落点低。 设计理念 设置“同一轨道中的两个电子运动状态有什么差异呢？”引导学生对金属电子自旋、泡利原理的认识，“哪一种轨道表示式正确表达了基态碳原子核外电子的排布？”“哪一种轨道表示式正确表达了基态铬原子核外电子的排布？”等问题引起学生认知冲突并引导学生认识洪特规则及其特例。 教学目标 【教学目标】 1.通过对“电子自旋”概念的认识，理解基态原子中核外电子排布规律的泡利不相容原理； 2.能利用轨道表示式书写1～36号元素基态原子的核外电子排布的轨道表示式，并通过书写逐步认识洪特规则及其特例； 3.能结合能量最低原理理解基态原子核外电子排布的构造原理、洪特规则及其特例等其它具有特殊价电子排布的现象。 【评价目标】 1.通过对“电子自旋”“泡利原理”的学习，诊断并发展学生宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的能力； 2.通过对1～36号元素基态原子的核外电子排布的轨道表示式的书写练习，诊断并发展学生利用已有模型解决问题的能力，以及在书写过程中发现问题的能力； 3.通过对洪特规则特例等特殊电子排布的认识，诊断并发展学生基于事实辩证的理解科学原理的科学态度与素养。 教学重点 理解并应用泡利原理、洪特规则、能量最低原理；表示1～36号元素基态原子的核外电子排布的轨道表示式。 教学难点 洪特规则的特例；能量最低原理。 教学方法 1.教法： ①问题导学②习题测学③活动助学 2.学法： ①观察思考②书写练习③交流讨论 课前准备 实验视频、PPT、相关习题等。 教 学 过 程 教师主导活动 学生主体活动 设计意图 任务一：了解电子自旋、泡利原理 设问：为什么一个原子轨道里能容纳两个电子？ [过渡］原子光谱、构造原理都无法解释上述问题，带着这个问题，我们进入本节可的学习。 [追问］这2个电子容纳在同一原子轨道，也就意味着它们的空间运动状态相同。为什么一个轨道允许容纳两个电子？ 思考回答：ns能级各有一个轨道，np能级各有3个轨道，nd能级各有5个轨道，nf能级各有7个轨道。每个能级最多可容纳的电子数: ns、np、nd、nf……分别最多可容纳的电子数2x1、2x3、2x5、2x7……，由此可知，每个轨道里最多能容纳2个电子。 引入新课 1、泡利原理 每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋状态相反。 依据泡利原理，每个轨道里最多容纳的2个电子，且自旋方向相反，电子排布的轨道表示式可以表示同一原子轨道内电子的运动状态。 引出轨道表示式（电子排布图）的表达方式 借助有关“电子自旋”理论化学史料展示，认识电子自旋、泡利原理。 任务二：正确表示原子核外电子排布 如何表示基态原子核外电子在轨道中的排布呢？ 阅读课本，回答下列问题： 1.电子排布的轨道表示式的定义 2.Li、Be、B的基态原子的轨道表示式 3.电子排布的轨道表示式的书写方法 阅读课本，回答相关问题： 1.电子排布的轨道表示式（电子排布图）：表示电子排布的一种图式。 2.基于泡利原理和轨道表示式，书写Li、Be、B基态原子核外电子的轨道表示式。在书写至碳元素时，发现问题电子排布的轨道表示式的书写3.书写方法 （1）用□或○代表一个原子轨道，能量相同的原子轨道（简并轨道）的方框相连 （2）不同能级中的□或○要相互分开，同一能级中的□或○要相互