文档内容
第一章《原子结构与性质》教学设计
第一节 原子结构
第一课时 能层与能级 基态与激发态 原子光谱
课题： 1.1.1 能层与能级 基态与激发态 原子光谱 课时 1 授课年级 高二
课标 了解有关核外电子运动模型的历史发展过程，认识核外电子的运动特点。知道电子运动的能量状态具
要求 有量子化的特征（能量不连续)，电子可以处于不同的能级，在一定条件下会发生激发与跃迁。
本节内容是高中化学人教版（2019版）选择性必修二第一章第一节《原子结构》内容，该内容是高中
选修课程中，研究原子结构的起始课。因此，学习本节内容对以后学习分子结构、晶体结构等具有指导性
作用；同时本节课也是承接初中化学原子结构和必修教材中关于原子结构的知识的延续，所以本节课在整
个高中化学结构化学方面起到了很好的承上启下的作用。
第一节《原子结构》涉及能层与能级、基态与激发态 原子光谱、构造原理与电子排布式、电子云与
原子轨道、泡利原理、洪特规则、能量最低原理，共五大方面的内容，内容多，并且比较抽象，为了降低
难度，帮助学生更好的理解，教参将本节内容分成4课时，逐一进行探究
本节课时是《原子结构》第一节的开始课，教材在学生已有原子结构知识的基础上，直接给出核外电
教材 子的能层(即“电子层”)和能级（即“电子亚层”）两个概念，给出每一能层有几个能级，每个能级最多
可以容纳的电子数，并在能级的基础上引出原子的基态和激发态，以及原子光谱。有了能层和能级的概
分析
念，为后续学习构造原理，学习电子排布式的书写，打下坚实的理论基础，因此，本节课是整个第一节的
基础课，对后面的知识探究起着重要的承接作用。
本节课教材从图表，表格出发，整节课教材中给出两张表格，六张图片，分别从不同角度帮助学生了
解原子结构发展史、认识能层与能级的概念，了解光的产生与光谱分析的应用。对表格的数据分析，能够
提升学生的数据处理能力；图片的引用，直观形象，能够激发学生对微观抽象物质的学习兴趣，更好理解
原子光谱的应用方法，培养初步的科学探究能力。
教学 1.知道电子运动的能量状态具有量子化的特征。
目标 2.能从电子跃迁角度初步解释原子光谱的形成，进一步强化“结构决定性质”的观念。
教学 重点：能级与能层的理解
重、难 难点：基态、激发态与原子光谱
点
宏观辨识与微观探析：通过宏观上对光的理解和感知。探究微观中电子跃迁与光形成的关系，从而更
好地理解原子光谱、能层能级与电子跃迁及光产生的原因。
证据推理与模型认知：通过对比图表和对数据进行分析整理，找出电子层与能层的关系。通过分析图
表，找出能级数与能层序数的关系，从而建立能层与能级的关系模型，逐步构建模型思维。
核心
科学探究与创新意识：通过对原子光谱的探究，了解吸收光谱和发射光谱的区别与联系及在发现新元
素养 素中的应用，培养初步的科学探究能力。
科学精神与社会责任：通过对原子结构理论发展史的探究，使学生体会到人类对原子结构的认识是一
个逐步深入的过程，人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的，科学理论的发展是一个逐步完善的过
程。在活动中使学生感悟科学家献身科学的精神和进行科学探索所具有的科学态度，激发学生学习和探究
原子结构奥秘的积极性。
在初中阶段，学生对原子结构已经有了初步认识，知道原子由原子核与核外电子构成，原子核由质子
和中子构成(H除外)，整个原子的质量主要集中在原子核上，核外电子是分层排布的。
学情
分析
在必修阶段，学生知道在含有多个电子的原子中，电子分别在能量不同的区域内运动，分别用 n=1、
2、3、4、5、6、7或K、L、M、N、O、P、Q来表示从内到外的电子层；原子核外第n层最多能容纳的电
子数为2n2,无论原子有几个电子层，一般情况下，其最外层的电子数最多只有 8个(最外层为K层时，最多只有2个);原子最外层有8个电子(最外层为K层时有2个电子)的结构是相对稳定的结构。
教学中可以充分利用学生对原子结构已有的知识经验，对照电子层与能层的紧密联系，在复习和强化
能层的基础上，引入能级的教学，指导学生认真阅读教材中的相关内容，可以围绕教材中的【思考与讨
论】展开充分讨论，理解能层与能级之间的关系，同时结合生活中的焰火、LED灯等发光现象，了解电子
跃迁与原子光谱的形成。
教学过程
教学
教学活动 设计意图
环节
环 创 【情景创设】播放节日焰火视频，展示节日的烟花光彩 创设燃放
节 设 焰火情境，
【导入】璀璨夺目的烟花焰火给节日带来了喜庆的气氛，这些焰火光柱的形成与原子核外电
一 生 激发探究欲
、 活 子的跃迁有关，原子的结构是怎样的?焰火光是怎样形成的，通过今天的探究，我们就能解决 望。
情
情 这个问题。
境
景
【过渡】焰火的形成与原子结构有关，在探究它的成因之前，我们先来了解一下原子结构的
导
入 发展史。
【任务一】了解原子结构发展史。
【学生活动】阅读教材P 第一自然段，总结原子结构发展史。
6
【学生】通过阅读教材，总结原子结构的发展史
【教师】评价、补充。
【过渡】了解了原子结构发展史，通过过去初中和必修教材中对原子结构的介绍，相信大家
对于原子的结构有了一定的了解，接下来，请大家回忆这几个问题？
【复习提问】1、原子的组成与结构是怎样的？ 通过对原子
结构发展史
任 2、电子层的表达方法？填表 的探究，感
务 悟科学家献
一 电子层数（n） 1 2 3 4 5 6 7 身科学的精
、 神，激发学
了 电子层符号 生探究原子
解 结构奥秘的
环
原 积极性
节 离核远近
子
一
结
、 能量高低
构
氧发
3、核外电子排布的一般规律？
展
回
史 【 学 生 1】
顾 复习提问，
有助于加深
原
对新知的学
子 习和理解
结
构
【 学 生 2】
特
点
和
核
外电
子 【学生3】能量最低原理：核外电子总是先排布在能量较低的电子层里，然后由内向外，依次
排 排布在能量逐渐升高的电子层
布 【学生4】四不超原则：
规 ①每层最多容纳电子数为2n2
律 ②最外层不超过8个电子（K层为最外层时不超过2个电子）
任 ③次外层不超过18个电子
务
④倒数第三层不超过32个电子
二
， 【教师】评价、补充
探 【过渡】通过复习，我们共同回顾了原子的结构特点和核外电子的排布规律。在本节课的教材
究
环 中提出一个叫“能层”的概念，能层与电子层有什么关系，请大家阅读教材完成下面的任务。
能
节
层 【任务二】探究能层的相关知识。
二
的
、
相
【学生活动】阅读教材P
6
第二自然段及表格，回答以下问题： 带着问题阅
探 读教材找答
关
究 1、能层的定义？ 案，培养学
知
能 生的阅读能
识 2、能层的符号，从内到依次为？
层 力和自主解
和 3、每个能层最多容纳的电子数，从内到外依次为？ 决问题的能
能 力
4、能层与电子层的关系？
级
的 5、能层与电子能量的关系？
相
【学生1】能层的定义：核外电子按能量不同分成能层
关
内 【学生2】能层的符号，从内到依次为：K L M N O P Q
容
【学生3】每个能层最多容纳的电子数，从内到外依次为：2 8 18 32 50 72 98
任 【学生4】能层与电子层的关系：能层相当于必修教材中的电子层
务
三
【学生5】能层与电子能量的关系：能层越高，电子的能量越高
、
【教师】评价、补充
探
究 【小结】
能
级
的
相
关
知
识
【过渡】其实能层相当于我们房子的楼层，而在每个楼层里都有楼梯，这些楼梯，在原子结构
中，我们称其为能级。那么，什么是能级，它如何表示，它与能层有什么关系，接下来，我们
来探究这方面的问题。
【任务三】探究能级的相关知识
【学生活动】阅读教材P 第一、二自然段及下列表格，回答以下问题：
71、能级的概念：
2、一个能层的能级数与能层序数(n)间存在什么关系?一个能层最多可容纳的电子数与能层序数
(n)间存在什么关系?
3、以s、p、d、f为符号的能级分别最多可容纳多少个电子?3d、4d、5d能级所能容纳的最多
电子数是否相同同？
4、第五能层最多可容纳多少个电子?它们分别容纳在几个能级中?各能级最多容纳多少个电子?
(注：本书只要求到f能级。)
【学生1】能级的概念：同一能层的电子，还被分成不同的能级
【学生2】一个能层的能级数与能层序数(n)间存在什么关系：相等
【学生3】一个能层最多可容纳的电子数与能层序数(n)间存在什么关系: 2n2
小组合作学
【学生4】以s、p、d、f为符号的能级分别最多可容纳多少个电子? 2.6.10.14
习，培养学
生共同解决
【学生5】3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数是否相同同？相同 问题的能力
和表达能力
【学生6】第五能层最多可容纳多少个电子? 50
【学生7】它们分别容纳在几个能级中? 5
【学生8】各能级最多容纳多少个电子? s-2，p-6，d-10，f-14，另一个-18
【教师】评价、补充
【过渡】通过对以上问题的解答，我们对能级有了初步的认识，接下来，我们结合能层的知
识，总结一下，能层与能级之间的常见规律，请分组讨论，填写下列空白。
（1）能级的个数 所在能层的能层序数
（2）能级的字母代号是 ，字母前的数字代表 ，
每个能级最多容纳的电子数分别为 。
（3）英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数 。（填“相同”或“不同”）
（4）每一能层最多容纳的电子数为 。
（5）f能级的从第 能层开始，d能级从第 能层开始。
【学生活动】分组讨论，完成填空，到黑板前展示填写结果，大家共同探讨
【展示讨论结果】
（1）能级的个数 = 所在能层的能层序数
（2）能级的字母代号是 s 、 p 、 d 、 f ，字母前的数字代表 能层序数 ，每个
能级最多容纳的电子数分别为 s - 2 ， p - 6 ， d-1 0 ， f-14 。（3）英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数相同。（填“相同”或“不同”）
（4）每一能层最多容纳的电子数为 2 n 2 。
（5）f能级的从第 4 能层开始，d能级从第 3 能层开始。
【教师】评价、补充
【展示图片】介绍能层与能级的关系
能层与能级的关系图： 图片生动形
象，易于对
抽象知识的
理解
【过渡】电子的能量随 能层数的增大而增大，那么不同能级
的电子的能量又该如何判断呢？
【讲授】能级能量大小的判断方法：
①先看能层，一般情况下，能层序数越大，能量越高；
再看同一能层各能级的能量顺序为：E(ns)< E(np)
