泡利原理、洪特规则、能量最低原理+课件高二化学人教版(2019)选择性必修2+

( D ) A.
B.
C.1s2
D.
2、按要求填空。 (1)17Cl的电子排布式：___1_s_2_2_s_22_p_6_3_s_23_p_5___________。 (2)17Cl的价电子排布式：____3_s_2_3_p_5 ________________。
(3)17Cl－的电子式：___________。
3、写岀第二、三周期元素原子的电子排布图
Li ↑↓ ↑ 1s 2s
Be ↑↓ 1s
B ↑↓
↑↓ 2s ↑↓ ↑
1s 2s
2p
C ↑↓ ↑↓ ↑ ↑
1s 2s
2p
N ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑
1s 2s
2p
O ↑↓ ↑↓ ↑ ↓ ↑ ↑
1s 2s
2p
F ↑↓ ↑↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑
1s 2s
2p
Ne ↑↓ ↑↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓
二、电子排布的轨道表示式-电子排布的另一种方式
轨道表示式(又称电子排布图)是表述电子排布的一种图式。
H↑ 1、表示方法： 1s
O ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑
1s 2s
2p
（1）方框/圆圈：表示__原__子___轨__道__ 简并轨道（能量相同的轨道）：方框相连
箭头：_自__旋__状__态___的__电__子
1s 2s
2p
√③ C ↑↓ ↑↓ ↑ ↑
1s 2s
2p
② C ↑↓ ↑↓ ↑↑
1s 2s
2p
ห้องสมุดไป่ตู้
④ C ↑↓ ↑↓ ↑ ↓
1s 2s
2p
三、洪特规则
怎么填？
1、内容：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(单电子自旋方向相同)。
√
➢ 2p3的电子排布图
×
×
2、注意事项：
（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。
思考与讨论P16
1、下列轨道表示式中，哪个是硼的基态原子 ？为什么？
【A】；根据泡利原理，在一个原子轨道里，最多只能容纳两个电子，它们自旋相反。
2、下列轨道表示式中，哪个是氧的基态原子 ？为什么？
【A】；洪特规则，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。
【试一试】 写出Cr的电子排布式，并画出3d、4s的电子排布图。
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。 ②能层、能级、原子轨道和自旋状态四个方面共同决定电子的运动状 态，电子能量与能层、能级有关，电子运动的空间范围与原子轨道有 关。 ③一个原子中不可能存在运动状态完全相同的2个电子。
2、泡利原理
在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋 相反，这个原理被称为泡利原理（也称泡利不相容原理）。
学习目标
认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪
特规则等。
核心素养
1.通过认识原子结构及核外电子排布，辨识微观粒子的运动状态不同于
宏观物体的运动状态。(宏观辨识与微观探析)
2.结合原子核外电子排布规律及核外电子排布的原则建立观点、结论和
证据之间的逻辑关系。(证据推理与模型认知)
这2个电子的运动状态又是什么样呢？
一、电子自旋与泡利原理 1、电子自旋
(1)定义： 电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋。
(2)两种取向及表示方法： 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（ “↑”“↓” ）表示 自旋相反的电子。
一、电子自旋与泡利原理
（3）注意：
1s 2s
2p
课外拓展
量子力学的发展
19世纪末，经典力学和经典电动力学在描述微观系统时的不足越来越明显。量子力学 是在20世纪初由马克斯·普朗克、尼尔斯·玻尔、沃纳·海森堡、埃尔温·薛定谔、沃尔夫 冈·泡利、路易·德布罗意、马克斯·玻恩、恩里科·费米、保罗·狄拉克、阿尔伯特·爱因斯坦、 康普顿等一大批物理学家共同创立的。
实例 布图）
每个方框代表一个原子轨道,每个箭头代表一个电子 Al
基态原子核外电子排布的表示方法 ——七图式
表示方法
以硫(S)为举例
原子结构示意图
电子式
电子排布式 简化电子排布式
S：1s22s22p63s23p4 [Ne]3s23p4
价电子排布式
S：3s23p4
电子排布图
价电子排布图
S：
1、以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是
点掌握和记忆“1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p”这一顺序)。
3、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。
相邻能级能量相差很大时，例如钾电子填入能量低的4s能级可使整个 原子能量最低。
四、能量最低原理
铁原子的电子排布图 泡利原理
↑↓
4s
↑↓ ↑↓ ↑↓
↑↓
3p
1927年 第五届索尔维会 议
第一排：欧文·朗缪尔、马克斯·普朗克、玛丽·居里、亨 得里克·洛仑兹、阿尔伯特·爱因斯坦、保罗·朗之万、Ch. E. Guye、C.T.R.威尔逊、O.W.里查森 第二排：彼得·德拜、马丁·努森、威廉·劳伦斯·布拉格、
Hendrik Anthony Kramers、保罗·狄拉克、亚瑟·康普顿、路易·德布罗意、 马克斯·波恩、尼尔斯·玻尔 第三排：奥古斯特·皮卡尔德、E. Henriot、保罗·埃伦费 斯特、Ed. Herzen、Théophile de Donder、欧文·薛定谔、E. Verschaffelt、沃尔夫冈·泡 利、沃纳·海森堡、R.H.福勒、里昂·布里渊
2、电子排布图中各符号数字的意义：
铝原子外层有 6 个电子对，有 1 个单电子。 电子有 7 种空间运动状态，有 13 种运动状态不同的电子。
【注意】①电子的空间运动状态指的是原子轨道； ②一个原子中不可能存在运动状态完全相同的2个电子。
1、请写出基态C原子可能的轨道表示式。
① C ↑↓ ↑↓ ↑↓
(4)17Cl的价电子轨道表示式：__________________。
(5)17Cl的原子结构示意图：________。 (6) 第 四 周 期 中 最 外 层 只 有 1 个 电 子 的 所 有 基 态 原 子 的 简 化 电 子 排 布 式 ： __[A_r_]_4_s1_、__[A_r_]_3_d_54_s_1_、_[_A_r_]3_d_1_04_s_1____。
方框的下方写：__能__级__符__号__
（2）各轨道按照离核由近到远，从左到右依次排列。 有时画出的能级上下错落，以表达能量高低不同。
（3）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。
二、电子排布的轨道表示式-电子排布的另一种方式
3s
↑↓ ↑↓ ↑↓
↑↓
2p
2s
↑↓
1s
↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
3d
洪特规则
能量最低原理
思考与讨论P16
（1）为什么基态氦原子的电子排布是1s2而不是1s12s1？
泡利原理和能量最低原理
（2）为什么基态氮原子的电子轨道表示式是
是
？
,而不
洪特规则和能量最低原理
（3）为什么基态K原子和Ca原子的价电子排布是4s1和4s2，而不是
专题：原子核外电子排布的表示方法
原子(离 子)结构 示意图
意义 实例
将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子
电子 意义 排布式 实例
用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数 Al：1s22s22p63s23p1
简化 电子 排布式
为了避免电子排布式书写过于繁琐,把内层电子达到稀有气体结构的部 意义
3d1和3d2 ？
能量最低原理
课堂总结
泡利原理 在一个原子轨道里：最多只能容纳___2___个电子，
它们的自旋__相__反____
泡利原理、 洪特规则
洪特规则 基态原子：填入_简__并___轨__道__的电子总是_先__单__独___分__占__，
且_自___旋__平__行__。
能量最低原理 构造原理：1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p
3d
4s
↑↑↑↑↑ ↑
3d
4s
半充满状态
Cu ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓
3d
4s
√ Cu ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑
3d
4s
全充满状态
四、能量最低原理
1、内容：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,
使整个原子的能量最低，这就是能量最低原理。
2、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
第一章 原子结构与性质
1.4 泡利原理、洪特规则、 能量最低原理
旧知回顾
能层数 K
L
MN
O
P
Q
n
能级数 1 2
3
4
5
6
7
n
轨道数 1 4
9
16 25 36 49
n2
最多容纳 电子数
2
8
18 32 50 72 98 2n2
2个电子容纳在同一个轨道里，它们的空间运动状态是相同的。 【思考】为什么每个原子轨道中最多可容纳2个电子？
Cr：1s22s22p63s23p63d54s1
3d
4s
三、洪特规则
2、洪特规则特例 （光谱实验发现）
（1）有少数元素的基态原子Cr、Cu的电子排布对于构造原理有1个电子的偏差。 （2）因为能量相同的原子轨道在全充满、半充满、 全空状态时，体系的能量 较低，原子较稳定。
Cr
√ Cr
↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓
分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示
实例
Al：[Ne] 3s23p1
专题：原子核外电子排布的表示方法
价电子 排布式
主族元素的价层电子指最外层电子,价层电子排布式即外围电子排布 意义
式,副族元素还包括次外层的d电子及次次外层的f电子
实例
Al：3s23p1； Cu：3d104s1
轨道 意义 表示式 （电子排