人教版選修三配套課件1 1第2課時能量最低原理泡利洪特規(guī)則

第一章第一節(jié)第二課時課前預(yù)習(xí)·巧設(shè)計名師課堂·一點通創(chuàng)新演練·大沖關(guān)設(shè)計1設(shè)計2設(shè)計3考點一考點二課堂10分鐘練習(xí)課堂5分鐘歸納課下30分鐘演練構(gòu)造原理核外電子按照

能級

順序填充，填滿一個能級再填一個新能級。其填充順序為1s2s2p3s3p4s

3d

4p5s

4d

5p6s……各能級容納的電子數(shù)s、p、d、f各能級最多容納的電子數(shù)分別為

2×1

、

2×3

、

2×5

、

2×7

。一、能量最低原理、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜能量最低原理原子的電子排布遵循

構(gòu)造原理

能使整個原子的能量處于最低

狀態(tài)?；鶓B(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子3．光譜與光譜分析

(1)光譜形成原因：不同元素的原子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光。(2)光譜分類：(3)光譜分析：在現(xiàn)代化學(xué)中，利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素的分析方法。二、電子云與原子軌道電子云電子云是處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外空間的

概率密度

分布的形象化描述。原子軌道(1)概念：電子在原子核外的一個空間

運動狀態(tài)稱為一個原子軌道。原子軌道的形狀：s電子云：

球形

，p電子云：

啞鈴形

。各能級含原子軌道數(shù)：ns能級有

1

個原子軌道，np能級有

3

個原子軌道，nd能級有

5

個原子軌道，nf能級有

7

個原子軌道。三、泡利原理和洪特規(guī)則泡利原理在一個原子軌道里最多只能容納

2

個電子，而且它們的自旋狀態(tài)相反，這個原理稱為泡利原理。洪特規(guī)則當(dāng)電子排布在同一

能級的不同軌道時，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，而且自旋狀態(tài)

相同

，這個規(guī)則稱為洪特規(guī)則。3．電子排布圖在電子排布圖中，用一個方框表示一個原子軌道，用箭頭

表示電子。1．下面是一些原子的電子排布，其中不是激發(fā)態(tài)原子的是(

)A．1s22s22p6C．1s22s24d1B．1s22s13s1D．1s22s22p23s1解析：A為基態(tài)原子，B中2s上的電子激發(fā)到3s上，C項中2p的電子激發(fā)到4d上，D項中2p的電子激發(fā)到3s上。答案：A2．生活中的下列現(xiàn)象與原子核外電子發(fā)生躍遷有關(guān)的是(

)A．鋼鐵長期使用后生銹

C．金屬導(dǎo)線可以導(dǎo)電B．節(jié)日里燃放的焰火

D．衛(wèi)生丸久置后消失解析：鋼鐵長期使用后生銹是化學(xué)變化，有電子的轉(zhuǎn)移。焰火是電子由較高能量的激發(fā)態(tài)，躍遷到較低能量的基

態(tài)，多余的能量以光的形式釋放出來，金屬導(dǎo)線導(dǎo)電是

自由電子的定向移動，衛(wèi)生丸久置后消失是升華。答案：B3．下列說法正確的是

(

)A．電子云圖中的小黑點表示電子的多少

B．電子云輪廓圖稱為原子軌道，它表示電子的運動軌跡C．不同能層的s電子的原子軌道形狀相同

D．不同能層的p能級都有3個原子軌道解析：電子云圖中的小黑點是電子在原子核外出現(xiàn)概率密度的形象描述，所以A不正確；原子軌道表示電子運動經(jīng)常出現(xiàn)的區(qū)域，所以B不正確；不同能層的s軌道都是球形的，C正確；任意能層的p能級都有3個原子軌道，D正確。答案：CD4．如果在3p能級上有3個電子，則它們應(yīng)排布為(電子排布

圖)

，而不能排布為

，因為這違背了

，也不能排布成

，因為這違背了

。如果3p能級上有4個電子，有人認(rèn)為可以排布為

，你認(rèn)為是否正確，說明理由

?！馕觯喝?p能級上有3個電子，則它們應(yīng)排布為

，不能排布為

，因為這違背了泡利原理

(一個軌道最多只能容納2個電子)和洪特規(guī)則(當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，且自旋狀態(tài)相同)，若3p能級上有4個電子，則排↑↑↑↓↑↑↓↑↑↑↑↑↑布成

。答案：

泡利原理和洪特規(guī)則因為3P能級上只有3個軌道

。洪特規(guī)則不正確，1．能量最低原理原子中電子排布時，將盡可能使體系的總能量最低。也就是說，電子首先填充1s軌道，然后按構(gòu)造原理圖的順序依次向高能級填充。這是宇宙間從宏觀到微觀普遍存在的法則——能量越低越穩(wěn)定。2．泡利原理電子除空間運動狀態(tài)外，還有一種狀態(tài)叫做自旋，電子自旋可以比喻成地球的自轉(zhuǎn)，電子自旋有順時針和逆時針兩種方向，常用上下箭頭(↑和↓)表示自旋方向相反的電子。在一個原子軌道里，最多只能容納2個電子，而且它們的自旋方向相反，這個原理是由泡利首先提出的，稱為泡利原理。↑↑↑↓3．洪特規(guī)則當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，而且自旋狀態(tài)相同，這個規(guī)則是由洪特首先提出的，稱為洪特規(guī)則。(1)在能量相同的軌道(也稱等價軌道，例如3個p軌道，

5個d軌道，7個f軌道)上分布的電子，將盡可能分占不同的軌道，而且自旋方向相同。例如，碳原子中的2個p電子的排布應(yīng)該是：而不是。氮原子的3個p電子也是分布在3個p軌道上，并且有相同的自旋方向。(2)等價軌道全充滿、半充滿或全空的狀態(tài)一般比較穩(wěn)定，也就是說，具有下列電子層結(jié)構(gòu)的原子是比較穩(wěn)定的：①全充滿：p6，d10，f14，②半充滿：p3，d5，f7，③全空：p0，d0，f0。如24Cr：[Ar]3d44s2……3d54s1(較穩(wěn)定)，29Cu：[Ar]3d94s2……3d104s1(較穩(wěn)定)。[例

1]

下列各組表述中，兩個微粒一定不屬于同種元素原子的是

(

)1A．3p

能級有一個空軌道的基態(tài)原子和核外電子排布為1s22s22p63s23p2

的原子B．M

層全充滿而

N

層為

4s2

的原子和核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2

的原子C．最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的5的原子和外圍電子排布為4s24p5

的原子D．2p

能級有一個未成對電子的基態(tài)原子和原子的電子排布為1s22s22p5

的原子[解析]

解答該題時要依據(jù)構(gòu)造原理和原子核外電子排布規(guī)則，逐項認(rèn)真分析。A項，3p能級有一個空軌道，說

明3p上填2個電子，因填1個電子有2個空軌道，填3個電子或3個電子以上無空軌道，則3p上有2個電子，3s上肯定已填滿，價電子排布3s23p2，因此A中兩微粒相同。M層全充滿而N層為4s2，M層上有d軌道，即：3s23p63d10，顯然是鋅元素，3d64s2是鐵元素，B選項符合題意。C中外圍電子排布為4s24p5，則3d上已排滿10個電子，核外電子排布為11s22s22p63s23p63d104s24p5；最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的5的原子，可按下述方法討論：若最外層電子數(shù)為1，核外電子總數(shù)為5

不可能，最外層電子數(shù)為2，核外電子總數(shù)為10

不可能，同理，可討論，只有最外層電子數(shù)為7，核外電子總數(shù)為35

時合理，其電子排布式也是1s22s22p63s23p63d104s24p5，二者是同種元素的原子。D

中2p

能級有一個未成對電子，可以是2p1，也可以是2p5，因此二者不一定屬于同種元素的原子，D

選項不符合題意。[答案]

B1～36號元素原子核外電子排布的特殊性

(1)最外層只有一個未成對電子的元素：①ⅠA族(ns1：H、Li、Na、K)，②ⅢA族(ns2np1：B、Al、Ga)，③ⅦA族(ns2np5：F、Cl、Br)，④特殊的Cr(3d54s1)和Cu(3d104s1)。最外層有2個未成對電子的元素：①ⅣA族(ns2np2：C、Si、Ge)，②ⅥA族(ns2np4：O、S、Se)。最外層有3個未成對電子的元素：ⅤA族(ns2np3：N、P、As)。(4)3d電子半充滿的元素：

Cr：3d54s1、Mn：3d54s2。結(jié)構(gòu)示意圖意義將每個能層上的電子總數(shù)表示在原子核外的式子實例電子排布式意義用數(shù)字在能級符號右上角標(biāo)明該能級上排布的電子數(shù)實例K

:

1s22s22p63s23p64s1簡化電子

排布式意義為了避免電子排布式書寫過于繁瑣，把內(nèi)層電子達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分以相應(yīng)稀有氣體的元素符號外加方括號表示實例K：[Ar]4s1價電子排布式意義主族元素的價層電子指最外層電子，價層電子排布式即外圍電子排布式實例Al：3s23p1電子排布圖意義每個方框代表一個原子軌道，每個箭頭代表一個電子實例[例2]

A、B、C、D、E代表5種元素。請?zhí)羁眨?/p>

(1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子，該原子的電子排布圖

。(2)B元素的負(fù)一價離子與C元素的正一價離子的電子排布式都與氬原子相同，B元素的符號為

，C的離子結(jié)構(gòu)示意圖為

。D元素的正三價離子的3d能級為半充滿，D的元素符號為

，其基態(tài)原子的電子排布式為

。E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，只有一個未成對電子，E的元素符號為

，其基態(tài)原子的電子排布圖為

。[解析]

(1)根據(jù)A元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子，可知該元素的基態(tài)原子有2個電子層，共有7個電子，是N元素，其電子排布圖為。(2)B元素的負(fù)一價離子與C元素的正一價離子的電子排布式與氬原子相同，即都有18個電子，則B元素為Cl元素，C元素為K元素，K＋的結(jié)構(gòu)示意圖為。(3)D元素的正三價離子的3d能級為半充滿，即三價陽離子的構(gòu)型為3d5，則原子的價電子構(gòu)型為3d64s2，為26號Fe元素，基態(tài)原子的電子排布式為

1s22s22p63s23p63d64s2。(4)由E元素基態(tài)原子的M層全充滿，

N層沒有成對電子，只有1個未成對電子，可知其價電子構(gòu)型為3d104s1，所以E為Cu元素，基態(tài)原子的電子排布圖為[Ar]

。[答案]

(1)(2)Cl(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)(4)Cu[Ar]Fe原子的電子排布式易錯寫為1s22s22p63s23p64s23d