1.1 原子结构和性质（共3课时）课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

该高中化学课件聚焦原子结构，系统涵盖能层与能级、电子云与原子轨道、核外电子排布规律等核心知识，通过钠原子结构复习衔接旧知，构建从原子组成到微观运动状态的递进学习支架。 其亮点在于结合表格对比、实例分析（如铬的半充满特例）和问题互动，以科学思维中的证据推理与模型建构，及化学观念中的结构决定性质，帮助学生深化微观认知，教师可依托系统资源提升教学效率。

第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 课时1 能层与能级 原子光谱 选择性必修2 2. 了解电子跃迁与原子光谱相关内容，结合生活实例理解光谱产生的微观机制。 学习目标 本节重点 本节难点 1. 认识能层与能级的能量关系。 2 知识回顾 钠 钠的原子结构示意图 原子的组成和结构 原子 核外电子 → 带负电 原子核 质子(Z) 中子(N) → 带正电 → 不带电 决定元素化性的主要因素： 最外层电子数 请以Na原子为例，谈谈你对原子结构的认识 质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N) 教师点拨 一、能层与能级 (L) (K) 原子核 (M) (N) 电子层 四 三 二 一 能层 一 二 三 四 五 六 七 符号 最多可容纳电子数 能层 根据核外电子的 不同，将核外电子分为不同的能层(电子层) 能量 K L M N O P Q 2 8 18 32 50 72 98 每层所容纳的电子数最多为 个(n为能层的序数) 序号及符号： 2n2 能层越高，电子的能量越高 能层能量： 分别用相应能层的序数和字母 等表示，如n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为ns、 、 、nf 等。 表示方法： 教师点拨 能级 s、p、d、f np nd 根据多电子原子的同一能层的电子的能量可能不同，将它们分不同能级。 含义： 能层序数 教师点拨 能层、能级与最多容纳的电子数 能层(n) 一 二 三 四 五 六 七 … 符号 K L M N O P Q … 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … … … … 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 … … … … 2 8 18 32 …… … … 2n2 s、p、d、f 各能级可容纳的最多电子数分别为___ 、 ___ 、 ___、 ___的2倍 1 3 5 7 能层序数______该能层所包含的能级数，如第三能层有____个能级 等于 3 任一能层的能级总是从s能级开始，按照s、p、d、f …排序； 同一能层各能级的能量顺序为 E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf)＜…； 不同能层的相同能级，能层序数越大，能量越高，E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s)； 教师点拨 二、构造原理与电子排布式 K L M N O P Q 1s 2s 3s 2p 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 7p 构造原理示意图 每一行对应一个_____ 能层 每个小圈表示一个_____ 能级 各圆圈间连接线的方向表示随核电荷数递增而增加的电子填入能级的顺序 教师点拨 能级交错： 随电荷数增大，电子并不总是填满一个能层后再填入下一个能层 构造原理填充顺序： 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 构造原理规律： 1s；2s 2p；3s 3p；4s 3d 4p；5s 4d 5p；6s 4f 5d 6p；7s 5f 6d ； ns→(n-2)f→(n-1)d→np 规律： 1s22s22p63s23p1 能层 能级 能级上容纳的电子数 构造原理书写规律： 能层 K L M N 最多电子数 2 8 18 32 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 氢 H 氦 He 锂 Li 铍 Be 硼 B 碳 C 氮 N 氧 O 氟 F 氖 Ne 钠Na 镁Mg 铝Al 硅Si 磷P 硫S 氯Cl 氩Ar 钾K 钙Ca 钪Sc 钛Ti 钒V 锰Mn 铁Fe 钴Co 镍Ni 锌Zn 2 教师点拨 2 2 6 2 2 2 6 6 2 2 1s1 1s2 1s22s1 1s22s2 1s22s22p1 1s2 2s22p6 1s2 2s22p6 3s1 2 6 6 2 2 2 10 1s22s22p63s23p63d14s2 1s22s22p63s23p63d54s1 1s22s22p63s23p63d104s1 铬Cr 铜Cu 教师点拨 简化电子排布式 原子实表示的电子称为内层电子，通常不参与成键；原子实外的电子称为价层电子，决定元素的化学性质 [Ne] [Ar] P的简化电子排布式： [Ne]3s23p3 Fe的简化电子排布式： [Ar]3d64s2 [Ne]表示的是Ne的核外电子排布，也称为原子实； 元素 氦 氖 氩 氪 氙 氡 最外层电子排布式 通式 Na Zn 电子排布式 简化电子排布式 价层电子排布式 教师点拨 在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层(简称价层)。 价层电子排布式 [Ne]3s1 3s1 1s22s22p63s1 [Ar]3d104s2 3d104s2 1s22s22p63s23p63d104s2 1s22s22p6 书写方法：先写出原子的电子排布式，得、失电子的顺序均是由外向里。 ns2np6 1s2 2s22p6 3s23p6 4s24p6 5s25p6 6s26p6 第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 课时2 电子云与原子轨道 选择性必修2 2. 了解电子跃迁与原子光谱相关内容，结合生活实例理解光谱产生的微观机制。 学习目标 本节重点 本节难点 1. 认识能层与能级的能量关系。 13 历史回顾 构造原理向我们揭示了核外电子在能层、能级中的排布顺序，那么原子核外电子的运动状态又是怎样的呢？ 然而，1926年，线性轨道模型被量子力学推翻。 1913年，玻尔提出氢原子模型，电子在线性轨道上绕核运行。 历史回顾 薛定谔方程 1926年奥地利物理学家薛定谔提出：可以用一个数学方程描述核外电子的运动状态，为近代量子力学奠定了理论基础。 量子力学指出：一定空间运动状态的电子并不在玻尔假设的线性轨道上运动，而是在核外空间各处都可以出现，只是出现的概率不同。 核外电子的运动特点 (核外电子运动空间的不确定性与概率) 教师点拨 一、电子云 概率密度 P表示电子在某处出现的概率 V表示该处的体积 ρ＝ P V 概率密度 ＝ 小点是1s电子在原子核外出现的概率密度的形象描述 小点越密表明概率密度越大 电子云 电子云是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。 教师点拨 只有一种空间伸展方向 三种空间伸展方向，分别相对于x、y、z轴对称 ——球形 ——哑铃形 s电子云 p电子云 1s 2s 3s 4s 形状 教师点拨 二、原子轨道 量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道 概念 s电子的原子轨道呈球形，能层序数越大，原子轨道的半径越大 形状 p电子的原子轨道呈哑铃形，能层序数越大，原子轨道的半径越大 各能级所含有原子轨道数目 能级符号 ns np nd nf 轨道数目 1 3 5 7 同一能层中px、py、pz的能量相同 原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目＝n2 教师点拨 能层 能级 原子轨道数 原子轨道名称 原子轨道形状 K 1s 1 1s 球形 L 2s 1 2s 球形 2p 3 2px 2py 2pz 哑铃形 M 3s 1 3s 球形 3p 3 3px 3py 3pz 哑铃形 3d ...... ...... 5 N 4s 1 4s 球形 哑铃形 4px 4py 4pz 3 4p 5 ...... 4d ...... 7 ...... 4f ...... 第四章 原子结构与性质 第一节 原子结构 课时3 泡利原理/洪特规则/能量最低原理 选择性必修2 2. .能根据核外电子排布规律写1-36号元素的电子排布式和电子排布图。 学习目标 本节重点 本节难点 1. 了解核外电子排布的规律—泡利原理、洪特规则、能量最低原理。 21 教师点拨 一、泡利原理 电子自旋 电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反，常用上下箭头( “↑”“↓” )表示自旋相反的电子 泡利不相容原理 在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反 电子的运动状态包括空间运动状态和自旋两个方面； 任何原子中都不可能有两个运动状态完全相同电子。 电子的运动状态种数=电子数 电子的空间运动状态种数=电子所占轨道数 教师点拨 轨道表示式 用方框表示原子轨道，在方框的下方用能级符号表示轨道所属能级 8O的轨道表示式如下： O 1s 2s 2p ① 用方框(或圆圈)表示原子轨道，能量相同的原子轨道(简并轨道)的方框相连； ② 各轨道按照离核由近到远，从左到右依次排列，且在方框的上方或 下方用能级符号表示轨道所属能级； ③ 整个电子排布图中各能级的排列顺序要与相应的电子排布式一致； ④ 箭头表示一种自旋状态的电子，一个箭头表示一个电子，“↓↑”称电子对，“↑”或“↓”表示单电子(或称未成对电子)； ⑤ 电子的空间运动状态指的是原子轨道；电子的运动状态指的是电子数。 教师点拨 8O的轨道表示式如下： O 1s 2s 2p 原子轨道 成对电子 孤/单电子：未成对电子 简并轨道： 。 电子对： 。 单电子： 。 自旋平行： 。 能量相同的原子轨道 同一个原子轨道中，自旋方向相反的一对电子 一个原子轨道中若只有一个电子，则该电子称为单电子 箭头同向的单电子称为自旋平行 有几种不同的伸展方向? 有几种空间运动状态(原子轨道)? 有几种不同能量的电子? 有几种运动状态不同的电子? 4 5 8 3 教师点拨 二、洪特规则 内容：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行 特例：在简并轨道上的电子排布处于全充满(p6、d10、f14)半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，具有较低的能量和较大的稳定性。 24Cr的电子排布式为____________________，为半充满状态， 1s22s22p63s23p63d54s1 ↑ Cr ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 3d 4s 体系能量较低，原子较稳定 洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子。 教师点拨 三、能量最低原理 在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低 当相邻能级能量差别不大时，有1～2个电子填入能量稍高的能级可能反而降低电子排斥能，进而使原子整体能量最低。例如：所有副族元素的基态原子 整个原子的能量由核电荷数、电子数和电子状态三个因素共同决定 $