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第一节原子结构

第3课时

◆教学目标

知道泡利原理和洪特规则，能书写1~36号元素的基态原子的轨道表示式。

知道基态原子的核外电子排布遵循泡利原理，洪特规则。

教学重难点

1.泡利原理、洪特规则。

2.1~36号元素的基态原子的轨道表示式的书写。

◆教学过程

一、新课导入

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【提问】第n能层最大可容纳电子数为2n，轨道总数为n，由此我们可以猜测出什么结论？

【讲解】每个轨道最多可容纳的电子数为2。

【提问】有什么实验证据支持这种猜想呢？这背后蕴含着怎样的一般性原理呢？

【讲解】在今天的课程学习中我们将通过光谱证据、原子在磁场中的运动规律来探索。

二、讲授新课

一、电子自旋与泡利原理

【提问】1.什么是自旋？自旋相反和自旋平行一般怎样表示？

【讲解】电子除空间运动状态外，还有一种状态叫自旋。它是一种微观粒子普遍存在的内在

属性。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↑和↓表示自旋相

反的电子。

2.泡利不相容原理

原理表述：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，他们的自旋相反。

泡利原理是核外电子在轨道上排布必须遵循的原则

【提问】泡利不相容解决了哪些科学问题？

【讲解】①只有1个最外层电子的碱金属原子光谱为什么会在光谱里呈双线

②只有1个最外层电子的Ag原子飞行通过一个不对称磁场时会分为两束

二、电子排布的轨道表示式

1.明确轨道表示式的要求：

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【提问】轨道表示式如何表达轨道？如何表示简并轨道？如何表示单电子？

如何表示成对电子？如何表示轨道所对应的能级？

【讲解】在轨道表示式中，用方框表示原子轨道

能量相同的原子轨道的方框相连

能量相同的原子轨道也称为简并轨道

箭头表示一种自旋状态的电子，称电子对，或称单电子或未成对电子

箭头同向的单电子称自旋平行。

通常在方框下方或上方标记能级符号。

2.示例介绍

（1）以H和He的轨道表示式为例进行介绍，让学生进行模仿书写练习：

【课堂练习】例1.依据示例写出3-7号元素基态原子的轨道表示式。

（2）分享展示学生书写成果，针对他们的书写结果重点讨论C、N的轨道表示式，可能会

出现几种情况。

【提问】C和N在2p能级的电子出现了至少3种排布方式，这三种方式的能量相同么？

哪种的能量最低？

能量最低的排布有规律可循么？

这种规律可以推广到其他元素的基态原子么？

三、洪特规则

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【讲解】1.洪特规则的表述：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。

补充说明：洪特规则是洪特在诠释复杂原子光谱时，依据大量实验数据归纳出的经验规则。

强化学生的实验证据意识