1.1 课时4 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 课件(共19张PPT) 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2
文档属性
| 名称 | 1.1 课时4 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 课件(共19张PPT) 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-13 12:09:49 | ||
图片预览
文档简介
(共19张PPT)
第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构 课时4
1.认识基态原子中核外电子的排布遵循泡利原理、洪特规则、能量最低原理。
2.能写出1~36号元素的基态原子的轨道表示式，初步学会运用模型解决实际问题。
能层 ··· n ···
能级 ··· ns np nd nf ··· …
原子轨道数 ··· 1 3 5 7 ··· ···
最多电子数 ··· 1×2 3×2 5×2 7×2 ··· …
为什么一个原子轨道里能容纳2个电子呢？
基态原子的核外电子排布原则
1.电子自旋与泡利原理
1925年，两个荷兰年轻人提出：电子除了空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋。
（1）自旋：是微观粒子普遍存在的一种如同电荷、质量一样的内在属性。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，常用上下箭头（↓和↑）表示自旋相反的电子。
（2）泡利原理：1925年，泡利正式提出，在一个原子轨道里，最多只能容纳两个电子，它们自旋相反，这个原理被称为泡利原理，也称为泡利不相容原理。
如2s2的电子排布图为 ,不能表示为
2.电子排布的轨道表示式
（1）轨道表示式（又称电子排布图）：表示电子排布的一种图式，如氢和氧的基态原子的轨道表示式如下：
H
1s
O
1s
2s
2p
注意：在轨道表示式中，用方框（也可用圆圈）表示原子轨道，能量相同的原子轨道（简并轨道）的方框相连，箭头表示一种自旋状态的电子，“ ”称为电子对，“ ”或“ ”称为单电子（或称未成对电子）。箭头同向的单电子称自旋平行，如基态氧原子有2个自旋平行的2p电子。通常应在方框下方或上方标记能级符号。有时画出的能级上下错落，以表达能量高低不同。
同一个原子轨道中，自旋方向相反的一对电子
一个原子轨道中只有一个电子，即未成对电子
例:铝原子核外电子排布式
3.洪特规则
1925年，洪特在诠释复杂原子光谱时，得出了判断基态原子光谱项三条经验规则，后人归并简化为一条：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，称为“洪特规则”。
例 ：1s2 2s22p2
√
【思考1】画出氧的基态原子最外层轨道表示式。如果不考虑洪特规则，又认定3个2p轨道有区别，可画出怎样的轨道表示式？
若遵循洪特规则，且不区分3个2p轨道，只需画出轨道表示式：
注意：①洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子。
②洪特规则是针对电子填入简并轨道而言的，并不适用于电子填入能量不同的轨道。
【思考2】请写出24、29号元素原子的电子排布式。
29Cu 1s22s22p63s23p63d104s1
24Cr 1s22s22p63s23p63d54s1
在简并轨道（同一能级）上的电子排布处于全充满、半充满和全空状态时，具有较低的能量和较大的稳定性。
相对稳定的状态
全充满：p6、d10、f14
全空：p0、d0、f0
半充满：p3、d5、f7
2.下列轨道表示式中，哪个是氧的基态原子 ？为什么？
答案：A。在一个原子轨道里，最多只能容纳两个电子，它们自旋相反。
答案：A。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。
1.下列轨道表示式中，哪个是硼的基态原子 ？为什么？
练一练
4.能量最低原理
多电子原子在基态时原子核外电子优先占有能量最低的轨道，然后依次进入能量高的轨道，这样使整个原子处于能量最低的状态。整个原子的能量由核电荷数、电子数和电子状态三个因素共同决定.
能级的能量高低顺序如构造原理所示(对于1～36号元素来说，应重点掌握和记忆“1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p”这一顺序)。
铁原子的电子排布图
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
↑
↑
↑
洪特规则
泡利原理
能量最低原理
1s
2s
2p
3p
3d
3s
4s
【思考与交流】请写出C原子的电子式、原子结构示意图、核外电子排布式、电子排布图（轨道表示式）
电子排布图轨道表示式
电子排布式
原子结构示意图
电子式
1s
2s
2p
↑
↓
1s22s22p2
+6
2 4
C
·
·
·
·
简化电子排布式
[He]2s22p2
能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各能层上的电子数。
能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。
能反映各轨道的能量的高低及各轨道上的电子分布情况，自旋方向。
↑
↓
↑
↑
↑
表示方法
原子结构示意图
电子式
电子排布式
简化电子排布式
价电子排布式
电子排布图
价电子排布图
以硫(S)为举例
1s22s22p63s23p4
[Ne]3s23p4
3s23p4
基态原子核外电子排布的表示方法
——七图式
练一练
1.下列叙述正确的是( )
A.[Ar]3d64s2是基态铁原子的电子排布
B.铬原子的电子排布式:1s22s22p63s23p64s13d5
C.铜原子的外围电子排布式是3d94s2
D.氮原子的电子排布图是
A
2.下列有关碳原子的电子排布图中,能量最低的是( )
A.
B.
C.
D.
D
3.在d轨道中电子排布成 ，而不排布成 ，遵循的是（ ）
A.能量最低原理
B.泡利原理
C.原子轨道构造原理
D.洪特规则
D
4.(1)金属铝质轻且有良好的防腐蚀性，在国防工业中有非常重要的作用。铝原子核外电子云有__________种不同的伸展方向，有__________种不同运动状态的电子。
(2)基态铁原子有__________个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为__________。
(3)29Cu+的价电子排布式为__________。
原子核外电子排布遵循的原理和规则
原子核外电子排布的表示式
能量最低原理
泡利原理
洪特规则
电子排布式、价电子排布式
电子排布图
原子结构示意图
全满、半满、全空相对稳定
遵循的原理和规则
第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构 课时4
1.认识基态原子中核外电子的排布遵循泡利原理、洪特规则、能量最低原理。
2.能写出1~36号元素的基态原子的轨道表示式，初步学会运用模型解决实际问题。
能层 ··· n ···
能级 ··· ns np nd nf ··· …
原子轨道数 ··· 1 3 5 7 ··· ···
最多电子数 ··· 1×2 3×2 5×2 7×2 ··· …
为什么一个原子轨道里能容纳2个电子呢？
基态原子的核外电子排布原则
1.电子自旋与泡利原理
1925年，两个荷兰年轻人提出：电子除了空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋。
（1）自旋：是微观粒子普遍存在的一种如同电荷、质量一样的内在属性。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，常用上下箭头（↓和↑）表示自旋相反的电子。
（2）泡利原理：1925年，泡利正式提出，在一个原子轨道里，最多只能容纳两个电子，它们自旋相反，这个原理被称为泡利原理，也称为泡利不相容原理。
如2s2的电子排布图为 ,不能表示为
2.电子排布的轨道表示式
（1）轨道表示式（又称电子排布图）：表示电子排布的一种图式，如氢和氧的基态原子的轨道表示式如下：
H
1s
O
1s
2s
2p
注意：在轨道表示式中，用方框（也可用圆圈）表示原子轨道，能量相同的原子轨道（简并轨道）的方框相连，箭头表示一种自旋状态的电子，“ ”称为电子对，“ ”或“ ”称为单电子（或称未成对电子）。箭头同向的单电子称自旋平行，如基态氧原子有2个自旋平行的2p电子。通常应在方框下方或上方标记能级符号。有时画出的能级上下错落，以表达能量高低不同。
同一个原子轨道中，自旋方向相反的一对电子
一个原子轨道中只有一个电子，即未成对电子
例:铝原子核外电子排布式
3.洪特规则
1925年，洪特在诠释复杂原子光谱时，得出了判断基态原子光谱项三条经验规则，后人归并简化为一条：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，称为“洪特规则”。
例 ：1s2 2s22p2
√
【思考1】画出氧的基态原子最外层轨道表示式。如果不考虑洪特规则，又认定3个2p轨道有区别，可画出怎样的轨道表示式？
若遵循洪特规则，且不区分3个2p轨道，只需画出轨道表示式：
注意：①洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子。
②洪特规则是针对电子填入简并轨道而言的，并不适用于电子填入能量不同的轨道。
【思考2】请写出24、29号元素原子的电子排布式。
29Cu 1s22s22p63s23p63d104s1
24Cr 1s22s22p63s23p63d54s1
在简并轨道（同一能级）上的电子排布处于全充满、半充满和全空状态时，具有较低的能量和较大的稳定性。
相对稳定的状态
全充满：p6、d10、f14
全空：p0、d0、f0
半充满：p3、d5、f7
2.下列轨道表示式中，哪个是氧的基态原子 ？为什么？
答案：A。在一个原子轨道里，最多只能容纳两个电子，它们自旋相反。
答案：A。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。
1.下列轨道表示式中，哪个是硼的基态原子 ？为什么？
练一练
4.能量最低原理
多电子原子在基态时原子核外电子优先占有能量最低的轨道，然后依次进入能量高的轨道，这样使整个原子处于能量最低的状态。整个原子的能量由核电荷数、电子数和电子状态三个因素共同决定.
能级的能量高低顺序如构造原理所示(对于1～36号元素来说，应重点掌握和记忆“1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p”这一顺序)。
铁原子的电子排布图
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
↑
↑
↑
洪特规则
泡利原理
能量最低原理
1s
2s
2p
3p
3d
3s
4s
【思考与交流】请写出C原子的电子式、原子结构示意图、核外电子排布式、电子排布图（轨道表示式）
电子排布图轨道表示式
电子排布式
原子结构示意图
电子式
1s
2s
2p
↑
↓
1s22s22p2
+6
2 4
C
·
·
·
·
简化电子排布式
[He]2s22p2
能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各能层上的电子数。
能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。
能反映各轨道的能量的高低及各轨道上的电子分布情况，自旋方向。
↑
↓
↑
↑
↑
表示方法
原子结构示意图
电子式
电子排布式
简化电子排布式
价电子排布式
电子排布图
价电子排布图
以硫(S)为举例
1s22s22p63s23p4
[Ne]3s23p4
3s23p4
基态原子核外电子排布的表示方法
——七图式
练一练
1.下列叙述正确的是( )
A.[Ar]3d64s2是基态铁原子的电子排布
B.铬原子的电子排布式:1s22s22p63s23p64s13d5
C.铜原子的外围电子排布式是3d94s2
D.氮原子的电子排布图是
A
2.下列有关碳原子的电子排布图中,能量最低的是( )
A.
B.
C.
D.
D
3.在d轨道中电子排布成 ，而不排布成 ，遵循的是（ ）
A.能量最低原理
B.泡利原理
C.原子轨道构造原理
D.洪特规则
D
4.(1)金属铝质轻且有良好的防腐蚀性，在国防工业中有非常重要的作用。铝原子核外电子云有__________种不同的伸展方向，有__________种不同运动状态的电子。
(2)基态铁原子有__________个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为__________。
(3)29Cu+的价电子排布式为__________。
原子核外电子排布遵循的原理和规则
原子核外电子排布的表示式
能量最低原理
泡利原理
洪特规则
电子排布式、价电子排布式
电子排布图
原子结构示意图
全满、半满、全空相对稳定
遵循的原理和规则