人教版高中化学选择性必修2第1章第1节第3课时泡利原理、洪特规则、能量最低原理课件（24张）

(共24张PPT)
泡利原理、洪特规则、能量最低原理
第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构 第3课时　
学习目标
1.认识基态原子中核外电子排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则。　
2.能结合能量最低原理、泡利原理、洪特规则书写1～36号元素基态原子的核外电子排布式和轨道表示式，并说明含义。
核外电子排布规律
核外电子排布的表示方法
教学目标
为什么只有1个最外层电子的银原子在外加电场里加速飞行通过一个不对称磁场时会分成两束？
新知构建
电子自旋
1925年，荷兰的乌伦贝克和哥德斯密根据实验事实提出假设：
电子除了空间运动状态外，还存在一种运动状态叫自旋。
为什么只有1个最外层电子的银原子在外加电场里加速飞行通过一个不对称磁场时会分成两束？
核外电子排布规律
1925年，荷兰的乌伦贝克和哥德斯密根据实验事实提出假设：
电子除了空间运动状态外，还存在一种运动状态叫自旋。
为什么只有1个最外层电子的银原子在外加电场里加速飞行通过一个不对称磁场时会分成两束？
电子自旋
核外电子排布规律
N
N
S
S
自旋是电子的内在属性，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。
电子自旋
核外电子排布规律
N
S
在一个原子轨道里，最多只能容纳两个电子，它们的自旋方向相反。
-----泡利原理
N
S
核外电子排布规律
轨道表示式，又称电子排布图。是表述电子排布的一种图式。比电子排布式更为直观。
请判断以下表述的是哪种粒子的电子排布？
A.
1s12s1
B.
↑↓
1s
↑
2p
↑
2s
↑↓
1s
↑↓
2s
↑↓
2p
↑↓
↑↓
↑
3s
1s2
2s2
2p6
1.适用于基态原子，不适用于激发态原子电子排布的书写；2.不能表达轨道伸展方向
↑
C.
D.
激发态He
激发态B
Ne或O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+等
基态Na
核外电子排布规律
O
1s2
2s2
2p4
↑↓
1s
↑↓
2p
↑
↑
↑↓
2s
请写出基态 O 的基态原子电子排布式和轨道表示式
↑↓
1s
↑↓
2p
↑
↓
↑↓
2s
↑↓
1s
↑↓
2p
↑↓
↑↓
2s
↑↓
1s
↑↑
2p
↑
↑
↑↓
2s
？
核外电子排布规律
基态原子中，填入简并轨道(能量相同的原子轨道)的电子总是先单独分占不同轨道，且自旋平行。
-----洪特规则
1.适用于基态原子，也适用于基态离子；
2.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。
核外电子排布规律
O
1s2
2s2
2p4
请写出基态 O 的基态原子电子排布式和轨道表示式。
↑↓
1s
↑↓
2p
↑
↓
↑↓
2s
↑↓
1s
↑↓
2p
↑↓
↑↓
2s
↑↓
1s
↑↑
2p
↑
↑
↑↓
2s
核外电子排布规律
↑↓
1s
↑↓
2p
↑
↑
↑↓
2s
请书写Cr、Cu的电子排布式
洪特规则的特例：
有少数元素基态原子的电子排布对于构造原理有1个电子的偏差，因为能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)和全空(如p0和d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。
24Cr：1s22s22p63s23p63d54s1
或 [Ar]3d54s1
29Cu：1s22s22p63s23p63d104s1
或 [Ar]3d104s1
核外电子排布规律
请观察基态K、Ca的价电子排布。
为什么不是3d1、 3d2？
核外电子排布规律
在构建基态原子时，电子将尽可能占据能量最低的原子轨道，使原子的整体能量最低。
-----能量最低原理
基态原子
激发态原子
能量
吸收
能量
释放
核外电子排布规律
在构建基态原子时，电子将尽可能占据能量最低的原子轨道，使原子的整体能量最低。
-----能量最低原理
基态原子
激发态原子
能量
吸收
能量
释放
核电荷数
核外电子数
电子激发状态
核外电子排布规律
过渡元素相邻能级相差不大时，1-2个电子占据能量稍高的能级降低斥力。
主族元素相邻 能级能量相差较大。从低到高排列。
基态原子
激发态原子
4s
核外电子排布规律
↑↑
↑↓
↑↓
优先单独占据一个轨道，且自旋平行，违背洪特规则
应同向自旋,违背洪特规则
违背泡利原理，s轨道容纳自旋相反的2个电子
↑ ↓ ↑
↑↓
↑↓
↑↓
应同向自旋，单独分占,违背洪特规则
3个电子应同向自旋，单独分占,违背洪特规则
交流研讨
核外电子排布规律
(1)当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相反。( )
(2) 1个原子轨道里最多容纳2个电子，且自旋方向相同。( )
(3)如果硫原子核外电子排布图为 ，则违反了泡利原理。( )
(4) 2s轨道与1s轨道都是球形，但2s轨道的球形半径更大。( )
(5)
×
自旋方向相反
×
违反了洪特规则
×
√
√
应用 评价
自旋方向相同
核外电子排布规律
氮原子的核外电子排布图为 ，符合洪特规则和泡利原理( )
↑↓
1s
↑
2p
↑
↑
↑↓
2s
↑↓
1s
↑↓
2p
↑↓
2s
↑↓
↑↓
↑↓
3p
↑↓
3s
↑↓
核外电子排布的表示方法
原子(离子)结构示意图 电子排布式 简化
电子排布式 价层
电子排布式 轨道表示式(电子排布图) 电子式
含义
实例
将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子
用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数
K：1s22s22p63s23p64s1
把内层电子达到稀有气体原子结构的部分以元素符号外加方括号表示
即最外层电子排布式(主族元素的价层电子指最外层电子)
K：[Ar]4s1
每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子
K：4s1
↑
H：
用“·”或“×”来表示元素原子的最外层电子的式子
O：
2 8
+10
核外电子排布的表示方法
交流研讨
1.已知钛的原子序数是22，则基态钛原子的轨道表示式如何表示？
↑↓
1s
↑↓
2p
↑↓
2s
↑↓
↑↓
↑↓
3p
↑↓
3s
↑↓
↑↓
↑
↑
3d
4s
↑↓
2．画出基态Ti2+价层电子的轨道表示式。
↑
↑
3d
3．轨道表示式比电子排布式在描述核外电子运动状态方面有哪些优点？
电子排布式仅能够表示出每一个能级上的电子排布情况，而轨道表示式除了能够表示出在每一个能级上电子的排布情况，还能表示出电子在该能级的原子轨道上的排布情况，因此比电子排布式更加具体形象。
核外电子排布的表示方法
×
氯原子核外电子总数为17
×
√
×
应用 评价
质量数为10＋8＝18
+17
2 8 8
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
3d
4s
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
3d
4s
↑
课堂小结
在构建基态原子时,遵循的原理
泡利原理
洪特规则(及其特例)
能量最低原理
书写轨道表示式
↑↓
1s
↑↓
2p
↑↓
↑↓
2s
↑↓
1s
↑↓
2p
↑
↓
↑↓
2s
↑
1s
↑
2s
违背泡利原理
违背洪特规则
违背能量最低原理
A．1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1
B．1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2
C．1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3
D．1s22s22p63s23p63d104s24p1→1s22s22p63s23p63d104s2
随堂演练
B
√
A、B、C、D依次为Si、P、S、Ga；Si、P、S为同一周期相邻元素，P原子的3p轨道为半充满，电子能量较低，P的I1较大，即第一电离能：P>S>Si，因Ga与Ge同周期，第一电离能：GaGe，故第一电离能：P>S>Si>Ga，
气态中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是(　　)