山东第一医科大学（泰山医学院）：《无机化学》课程教学资源（授课教案）原子结构

教 案 姓名董丽花2009~2010学年第一学期时间10.26-21节次1-2/3-4/5-6 课程名称 无机化学 授课专业及层次医学检验本+专，临床药学本科 授课内容 第九章第二节 学时数2 教学目的 掌握氧原子的量子力学模型及四个量子数：波函数的有关图形表示及电子云图 重点 四个量子数：波函数的有关图形表示 难点 氢原子模型：波函数的有关图形表示 自学内容 无 使用教具 多媒体 相关学科知识 立体几何及三角函数的有关知识 教学法 课堂讲授法提侣抽象思维和空间想象力 讲授内容纲要、要求及时间分配 复习上节课内容 5min 第九章原子结构 §9.2氢原子的量子力学模型 二、氢原子的量子力学模型 1、薛定谔方程-电子运动的波动方程式 方程式中的中称为波函数(wave function),是方程的解，是空间 坐标x,y,z的函数。解薛定谔方程就是解出其中的波函数中及其相应的 10 min 能量E。 2、原子轨道和波函数 5 min 3、量子数(m、1、ms) 主量子数n、角量子数1、磁量子数m、自旋量子数m。 25 min 符号、意义、取值 三、波函数的有关图形表示 波函数是一个含有，0，中三个自变量的函数，作一个含有三个变量 的函数图是很困难的，因此，常把波函数写成具有两个函数的乘积：

教 案 姓名董丽花 2009～2010 学年第 一 学期时间 10.26-27 节次_1-2/3-4/5-6_ 课程名称 无机化学 授课专业及层次 医学检验本+专,临床药学本科 授课内容 第九章 第二节 学时数 2 教学目的 掌握氢原子的量子力学模型及四个量子数；波函数的有关图形表示及电子云图 重 点 四个量子数；波函数的有关图形表示 难 点 氢原子模型；波函数的有关图形表示 自学内容 无 使用教具 多媒体 相关学科知识 立体几何及三角函数的有关知识 教 学 法 课堂讲授法提倡抽象思维和空间想象力 讲授内容纲要、要求及时间分配 复习上节课内容 第九章 原子结构 §9.2 氢原子的量子力学模型 二、氢原子的量子力学模型 1、薛定谔方程-电子运动的波动方程式 方程式中的 ψ 称为波函数（wave function），是方程的解，是空间 坐标 x，y，z 的函数。解薛定谔方程就是解出其中的波函数ψ及其相应的 能量 E。 2、原子轨道和波函数 3、量子数（n、ι、m、si） 主量子数 n、角量子数 l、磁量子数 m、自旋量子数 ms。 符号、意义、取值 三、波函数的有关图形表示 波函数是一个含有 r，θ，φ三个自变量的函数，作一个含有三个变量 的函数图是很困难的，因此，常把波函数写成具有两个函数的乘积： 5min 10 min 5 min 25 min

讲授内容纲要、要求及时间分配（附页） n,1,m(r,0,中)=Rm,1(r)·Y1,m(g,中) Rm,1(r)称为径向波函数 10 min Y1,m(0,中)称为角度波函数 这两个函数分别含有一个和两个自变量，作图没有困难。作图以后，可以从 波函数的径向和角度两个侧面去观察电子的运动状态。 1、原子轨道的角度分布图(Y函数图) 10 min 2、电子云的角度分布图（简称2图） 10 min 为了形象地表示基态氢原子核外空间各处电子出现的概率密度大小的分布 情况，将空间各处的|中2值的大小用疏密程度不同的小黑点表示出来。这种 在单位体积内黑点数与引2呈正比的图形称为电子云 原子轨道的角度分布图和电子云的角度分布图，都只是反映了波函数中的角 度部分，而不是原子轨道和电子云的实际形状。 3、径向分布函数图 D(r)=2,1()·4πr2意义：表示电子在以原子核为中心， 20 min 半径为r的微单位厚度为dr的同心圆薄球壳夹层内出现的概率。 总结本节课内容

讲授内容纲要、要求及时间分配（附页） ψn，l，m（r，θ，φ）= Rn，l（r）·Yl，m（ θ，φ） Rn，l（r）称为径向波函数 Yl，m（ θ，φ）称为角度波函数 这两个函数分别含有一个和两个自变量，作图没有困难。作图以后，可以从 波函数的径向和角度两个侧面去观察电子的运动状态。 1、原子轨道的角度分布图（Y 函数图） 2、电子云的角度分布图（简称 Y2 图） 为了形象地表示基态氢原子核外空间各处电子出现的概率密度大小的分布 情况，将空间各处的|ψ|2 值的大小用疏密程度不同的小黑点表示出来。这种 在单位体积内黑点数与|ψ|2 呈正比的图形称为电子云 原子轨道的角度分布图和电子云的角度分布图，都只是反映了波函数ψ的角 度部分，而不是原子轨道和电子云的实际形状。 3、径向分布函数图 D（r） = R2n，l（r）· 4π r2 意义：表示电子在以原子核为中心， 半径为 r 的微单位厚度为 dr 的同心圆薄球壳夹层内出现的概率。 总结本节课内容 10 min 10 min 10 min 20 min

教 案 姓名董丽花2009~2010学年第一学期时2009.11.2-3节次1-2/3-4/5-6 课程名称 无机化学 授课专业及层次医学检验本+专，临床药学本科 授课内容 第九章第三、四节 学时数 2 掌握屏蔽效应和钻穿效应并能解释熟练掌握能级、原子轨道、多电子核外电子排 教学目的 布原则： 重点 能级、原子轨道、原子核外电子的排布规律 难点 轨道能级交错：多电子核外电子排布原则 自学内容 无 使用教具 多媒体 相关学科知识 无 教学法 启发式、讨论式教学教学 讲授内容纲要、要求及时间分配 复习上节课内容 0in §9.3多电子原子结构 一、屏截效应和钻穿效应 (一)屏蔽效应 处理多电子原子时，认为其它电子对某个电子i的排斥，相当于其它电子屏敲住 lOmin 原子核，抵消了一部分核电荷对电子了的吸引力，这种现象称为其他电子对电子了的 屏蔽作用。其他电子所抵消掉的核电荷用屏蔽常数()表示。反映了电子之间的排 斥作用 氢原子只有一个电子，无屏蔽作用。 (二)钻穿效应 l0min 由原子径向分布图可知不同电子在离核r处球面上出现的几率大小不同。对于 较大的电子出现概率最大的地方离核较远，但在离核较近的地方有小蜂，表明在离 核较近的地方电子也有出现的可能，这种外层电子钻到内层空间而靠近原子核的现象 称钻穿效应

教 案 姓名董丽花 2009～2010 学年第 一 学期时 2009.11.2-3 节次_1-2/3-4/5-6_ 课程名称 无机化学 授课专业及层次 医学检验本+专，临床药学本科 授课内容 第九章 第三、四节 学时数 2 教学目的 掌握屏蔽效应和钻穿效应并能解释熟练掌握能级、原子轨道、多电子核外电子排 布原则； 重 点 能级、原子轨道、原子核外电子的排布规律 难 点 轨道能级交错；多电子核外电子排布原则 自学内容 无 使用教具 多媒体 相关学科知识 无 教 学 法 启发式、讨论式教学教学 讲授内容纲要、要求及时间分配 复习上节课内容 §9.3 多电子原子结构 一、屏蔽效应和钻穿效应 （一）屏蔽效应 处理多电子原子时，认为其它电子对某个电子 i 的排斥，相当于其它电子屏蔽住 原子核，抵消了一部分核电荷对电子 i 的吸引力，这种现象称为其他电子对电子 i 的 屏蔽作用。其他电子所抵消掉的核电荷用屏蔽常数（σ）表示。反映了电子之间的排 斥作用 氢原子只有一个电子，无屏蔽作用。 （二）钻穿效应 由原子径向分布图可知不同电子在离核 r 处球面上出现的几率大小不同。对于 n 较大的电子出现概率最大的地方离核较远，但在离核较近的地方有小峰，表明在离 核较近的地方电子也有出现的可能，这种外层电子钻到内层空间而靠近原子核的现象 称钻穿效应。 10min 10min 10min

讲授内容纲要、要求及时间分配（附页） (三)多电子原子轨道能级 我国著名化学家北京大学徐光宪教授，根据光谱实验数据，对基态多电子原子轨 道的能级高低提出了一种定量的依据，即n+0.71值越大，轨道能级越高，并把n+0.7I 值的第一位数字相同的各能级组合为一组，称为某能级组 20 min 二、核外电子排布规律 ·能量最低原理 ·Pauli不相容原理 ·Hund规则及hund规则的特例 §9.4电子层结构与元素周期表 一、周期 二、族 三、周期表分区 30 min 例题解析 总结本章的主要内容 5min

讲授内容纲要、要求及时间分配（附页） （三）多电子原子轨道能级 我国著名化学家北京大学徐光宪教授，根据光谱实验数据，对基态多电子原子轨 道的能级高低提出了一种定量的依据，即 n + 0.7l 值越大，轨道能级越高，并把 n + 0.7l 值的第一位数字相同的各能级组合为一组，称为某能级组 二、核外电子排布规律 ·能量最低原理 ·Pauli 不相容原理 ·Hund 规则及 Hund 规则的特例 §9.4 电子层结构与元素周期表 一、周期 二、族 三、周期表分区 例题解析 总结本章的主要内容 15min 20 min 30 min 5min

教 案 姓名董丽花2009~2010学年第一学期时2009.11.9-10节次1-2/3-4/5-6 课程名称 无机化学 授课专业及层次医学检验本+专，临床药学本科 授课内容 第九章第五节 学时数2 教学目的 了解元素性质的周期性变化规律，理解元素电子层结构与元素周期表的关系 重点 元素性质的周期性变化规律 难点 元素基本性质的周期性 自学内容 无 使用教具 多媒体 相关学科知识 无 教学法 启发式、讨论式教学教学 讲授内容纲要、要求及时间分配 复习上节课内容 1Omin S9.5元素基本性质的周期性 一、原子半径 1、原子半径有三种 以共价单键结合的两个相同原子核间距的一半称为共价半径 单质分子晶体中，相邻分子间两个非键合原子核间距的一半称为范德 华半径。 金属单质的晶体中相邻两个原子核间距离的一半称为金属半径。 15min 2、原子半径的变化规律： 同周期：由左到右逐渐减小， 同主族：由上到下逐渐增大：澜系收缩 二、原子的电离能 1、定义：电离能指气态原子在基态时失去电子变为气态阳离子所消耗的 能量。通常用1ml气态原子失去电子变成阳离子所消耗的能量。 15min 1、电离能的变化规律 同周期：由左到右逐渐增大， 同主族：由上到下逐渐减小： 三、电子亲和能 1、定义：元素的气态原子在基态时加合一个电子所引起的能量变化称 为原子的电子亲合能 lOmin

教 案 姓名董丽花 2009～2010 学年第 一 学期时 2009.11.9-10 节次_1-2/3-4/5-6_ 课程名称 无机化学 授课专业及层次 医学检验本+专，临床药学本科 授课内容 第九章 第五节 学时数 2 教学目的 了解元素性质的周期性变化规律，理解元素电子层结构与元素周期表的关系 重 点 元素性质的周期性变化规律 难 点 元素基本性质的周期性 自学内容 无 使用教具 多媒体 相关学科知识 无 教 学 法 启发式、讨论式教学教学 讲授内容纲要、要求及时间分配 复习上节课内容 §9.5 元素基本性质的周期性 一、原子半径 1、原子半径有三种： 以共价单键结合的两个相同原子核间距的一半称为共价半径 单质分子晶体中，相邻分子间两个非键合原子核间距的一半称为范德 华半径。 金属单质的晶体中相邻两个原子核间距离的一半称为金属半径。 2、原子半径的变化规律； 同周期：由左到右逐渐减小， 同主族：由上到下逐渐增大；澜系收缩 二、原子的电离能 1、定义：电离能指气态原子在基态时失去电子变为气态阳离子所消耗的 能量。通常用 1mol 气态原子失去电子变成阳离子所消耗的能量。 1、电离能的变化规律 同周期：由左到右逐渐增大， 同主族：由上到下逐渐减小； 三、电子亲和能 1、定义：元素的气态原子在基态时加合一个电子所引起的能量变化称 为原子的电子亲合能。 10min 15min 15min 10min

讲授内容纲要、要求及时间分配（附页） 2、电子亲和能的变化规律 同周期：由左到右逐渐增大， 同主族：由上到下逐渐减小： 四、电负性 1、定义：电负性是指元素的原子在分子中吸引电子的能力，电负性 20min 大，原子在分子中吸引电子的能力强，电负性小，原子在分子中吸引电子 的能力就弱。 2、变化规律 同周期：由左到右逐渐增大， 同主族：由上到下逐渐减小： 本章部分习题解答 30min

讲授内容纲要、要求及时间分配（附页） 2、电子亲和能的变化规律 同周期：由左到右逐渐增大， 同主族：由上到下逐渐减小； 四、电负性 1、定义：电负性是指元素的原子在分子中吸引电子的能力，电负性 大，原子在分子中吸引电子的能力强，电负性小，原子在分子中吸引电子 的能力就弱。 2、变化规律 同周期：由左到右逐渐增大， 同主族：由上到下逐渐减小； 本章部分习题解答 20min 30min