泡利原理洪特規(guī)則能量最低原理高二化學(xué)教學(xué)課件（人教版2019選擇性必修2）

第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一講

原子結(jié)構(gòu)第三課時目錄CONTENTS前言01泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理02前言

01一、前言原子核一二三四電子層電子層模型示意圖原子核外電子的運動狀態(tài)是怎樣的呢？泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理

02二、泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理能層KLMNO能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p...最多電子數(shù)2262

61026101426原子軌道數(shù)1131

35135713每個原子軌道最多只能容納

個電子2為什么一個軌道允許容納2個電子呢？二、泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理1.電子自旋與泡利原理

填多少電子除空間運動狀態(tài)外，還有一種狀態(tài)叫做自旋電子自旋在空間有順時針和逆時針兩種取向，簡稱自旋相反，常用上下箭頭（↑和↓）表示自旋相反的電子。在一個原子軌道里，最多只能容納2個電子，它們的自旋相反，這個原理被稱為泡利原理（也稱泡利不相容原理）。二、泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理2.電子排布的軌道表示式

軌道表示式（又稱電子排布圖）是表述電子排布的一種圖式表示方法：用方框（也可用圓圈）表示原子軌道，能量相同的原子軌道（簡并軌道）的方框相連，箭頭（↑↓）表示一種自旋狀態(tài)電子。如氫和氧的基態(tài)原子的軌道表示式為1s2s2pH↑↓↑O1s↑↓↑↓↑↑通常應(yīng)在方框下方或上方標(biāo)記能級符號有時畫出的能級上下錯落，以表達能量高低不同？二、泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理3.洪特規(guī)則

填多少基態(tài)原子中，填入簡并軌道的電子總是先單獨分占且自旋平行，稱為洪特規(guī)則如：2p3的電子排布為 ，

不能為

洪特規(guī)則不僅適用于基態(tài)原子，也適用于基態(tài)離子洪特規(guī)則適用于電子填入簡并軌道，并不適用于電子填入能量不同的軌道1．(2022下·高二單元測試)如圖甲是氫原子的1s電子云圖(即概率密度分布圖)，圖乙、丙分別表示s、p能級的電子云輪廓圖。下列有關(guān)說法正確的是A．電子云圖(即概率密度分布圖)就是原子軌道圖B．3p2表示3p能級中有兩個原子軌道C．由圖乙可知，s能級的電子云輪廓圖呈圓形，有無數(shù)條對稱軸D．由圖丙可知，p能級的原子軌道圖呈啞鈴形，且有3個伸展方向【答案】D【解析】電子云輪廓圖與電子云圖不是同一個概念，而是我們常說的原子軌道圖，A項錯誤；3p2表示3p能級中容納了兩個電子，B項錯誤；s能級的電子云輪廓圖呈球形而不是圓形，C項錯誤；p能級的原子軌道圖呈啞鈴形，有px、py、pz三個伸展方向，并且互相垂直，D項正確。二、泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理3.洪特規(guī)則

特例有少數(shù)元素的基態(tài)原子的電子排布對于構(gòu)造原理有1個電子的偏差。因為能量相同的原子軌道在全充滿、半充滿、全空狀態(tài)時，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定。相對穩(wěn)定的狀態(tài)全充滿：p6、d10、f14半充滿:p3、d5、f7全空:p0、d0、f0二、泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理4.能量最低原理

在構(gòu)建基態(tài)原子時，電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道，使整個原子的能量最低，這就是能量最低原理。整個原子的能量有

、

和

三個因素共同決定核電荷數(shù)電子數(shù)電子狀態(tài)(1)為什么基態(tài)氦原子的電子排布是1s2，而不是1s12s1？(2)為什么基態(tài)氦原子的軌道表示式是

，而不是

？(3)為什么基態(tài)K和Ca的價電子是4s1和4s2，而不是3d1和3d2？2p1s2s1s2s2p原子結(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)，這就是電子排布式實例K

1s22s22p63s23p64s1原子結(jié)構(gòu)的表示方法原子結(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)，這就是電子排布式實例K

1s22s22p63s23p64s1原子結(jié)構(gòu)的表示方法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對電子運動狀態(tài)描述最詳盡1．(2023·全國·高三專題練習(xí))玻爾理論、量子力學(xué)理論都是對核外電子運動的描述方法，根據(jù)對它們的理解，下列敘述中正確的是A．因為s軌道的形狀是球形的，所以s電子做的是圓周運動B．3px、3py、3pz的軌道相互垂直，能量不同C．各原子能級之間的能量差不一致，這是量子力學(xué)中原子光譜分析的理論基礎(chǔ)D．同一能層的p軌道電子能量不一定高于s軌道電子能量【答案】B【詳解】A．球形表示電子在核外運動概率輪廓圖，而非電子運動軌跡，故A錯誤；B．p能級在空間有三種取向相互垂直且能量相同，如3px、3py、3pz相互垂直能量相同，故B正確；C．各原子的能級由于電子填充情況不同，能量有所差異。不同元素的原子發(fā)生躍遷時吸收或釋放不同的光，從而利用其原子光譜進行元素分析，故C錯誤；D．同一能層np能量大于ns，故D錯誤；2.(1)Co基態(tài)原子核外電子排布式為

_______________________________；(2)Zn2＋基態(tài)核外電子排布式為__________________________________；(3)Cr3＋基態(tài)核外電子排布式為__________________________________；(4)N的基態(tài)原子核外電子排布式為

______________________________；

Cu的基態(tài)原子最外層有_____個電子。(5)Si元素基態(tài)原子的電子排布式是_______________________________。[Ar]3d74s2或1s22s22p63s23p63d74s2

1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10

1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d31s22s22p3

11s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2

【解析】(1)Co是27號元素，Co位于周期表中第四周期第ⅤⅢ族，核外電子排布是1s22s22p63s23p63d74s2或?qū)憺閇Ar]3d74s2；(2)Zn是30號元素，Zn原子核外有30個電子，失去最外層2個電子變?yōu)閆n2+，根據(jù)構(gòu)造原理，則Zn2＋基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10；(3)Cr是24號元素，失去最外層2個電子后，再失去次外層的3d的1個電子變?yōu)镃r3+，則Cr3＋基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3；(4)N是7號元素，原子核外電子數(shù)為7，