泡利原理与洪特规则
课件3:1.1.3 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
(2)副族和第Ⅷ族元素可通过核外电子排布式进行判断,其中 特别要注意的是铬和铜两种元素,铬的基态原子存在着6个未成对 电子,而不是4个。铜的基态原子存在着1个未成对s电子而不是d 电子。
3.核外电子排布的特点 原子核外电子按能量相近排布在不同的能层,各能层又按能 量不同排布在不同的能级,每个能级中又分为能量相同的不同轨 道,每个轨道中最多填充2个自旋状态不同的电子,即在任何一个 原子中找不到两个完全相同的电子。
2p3
正确;
2p3
错误;
2p3
错误;
2p4
正确。
3.洪特规则的特例 在等价轨道(同一能级)上的电子排布为全充满(p6、d10、f14)、 半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,具有较低的能量和 较大的稳定性,可以理解为洪特规则的特例。例如: 铬(24Cr):1s22s22p63s23p63d54s1,正确; 1s22s22p63s23p63d44s2,错误。 铜(29Cu):1s22s22p63s23p63d104s1,正确; 1s22s22p63s23p63d94s2,错误。
【答案】 (1)B A中原子的外围电子排布违反了洪特规则 (2)A B中原子的外围电子排布违反了能量最低原理 (3)A B原 子的外围电子排布违反了能量最低原理 (4)B A原子外围电子排 布违反了洪特规则
跟踪训练1
下列原子或离子的电子排布式正确的是________,违反能量最 低原理的是________,违反洪特规则的是________,违反泡利原理 的是________。
(3)X2Y3为As2O3,XZ3为AsH3,As2O3与稀硫酸和Zn反应的化 学方程式为As2O3+6Zn+6H2SO4===2AsH3↑+6ZnSO4+ 3H2O。
泡利原理+洪特规则+能量最低原理+2024-2025学年高二下学期化学人教版(2019)选择性必修2
【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。
【练习】请写出以下元素原子的轨道表示式。
3、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。
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。
【试一试】 根据Cr、Cu的电子排布式,画出3d、4s的电子排布图。
Cr
√ Cr
↑ ↑ ↑ ↑
↑↓
3d
4s
↑ ↑ ↑ ↑ ↑
↑
3d
4s
半充满状态
Cu
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑
1、知道电子的运动状态可通过原子轨道和电子云模型来描述
2、知道泡利原理和洪特规则,能书写1〜36号元素的基态原子的轨道表示式
。
3、理解能量最低原理,知道基态原子的核外电子排布遵循泡利原理、洪特
规则和能量最低原理,能解释一些元素的基态原子的核外电子排布不遵循构
造原理的原因。
【重点难点】
轨道表示式、泡利原理、洪特规则、能量最低原理
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
( D ) A.
B.
C.1s2
D.
2、按要求填空。
22s22p63s23p5
1s
(1)17Cl的电子排布式:__________________________。
3s23p5
(2)17Cl的价电子排布式:_________________________。
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
泡利不相容原理洪特规则能量最低原理教学反思
泡利不相容原理洪特规则能量最低原理教学反思泡利不相容原理、洪特规则和能量最低原理是原子结构和量子力学中的基本原理,对于理解原子和分子的性质非常重要。
以下是对这三个原理的教学反思:1. 泡利不相容原理:这个原理表明,在任何一个量子力学系统中,不可能有两个或更多的粒子处于完全相同的量子态。
理解这个原理的关键是让学生明白量子态是什么以及为什么粒子不能处于相同的量子态。
可以通过对比经典物理中的状态和量子力学中的状态来帮助学生理解这个概念。
此外,可以引导学生思考这个原理与日常生活中现象的联系,例如为什么气球会粘在墙上或者为什么电视机屏幕是光滑的。
2. 洪特规则:这个规则表明,在任何一个量子力学系统中,当粒子处于同一能级时,它们的自旋方向必然是相反的。
理解这个规则的关键是让学生明白自旋是什么以及为什么粒子必须具有相反的自旋方向。
可以通过对比经典物理中的角动量和量子力学中的自旋来帮助学生理解这个概念。
此外,可以引导学生思考这个规则与日常生活中现象的联系,例如为什么磁铁可以吸附铁钉或者为什么电动机可以转动。
3. 能量最低原理:这个原理表明,在任何一个自洽的量子力学系统中,系统的能量必须处于最低可能的状态。
理解这个原理的关键是让学生明白能量是什么以及为什么系统的能量必须处于最低状态。
可以通过对比经典物理中的势能和量子力学中的能量来帮助学生理解这个概念。
此外,可以引导学生思考这个原理与日常生活中现象的联系,例如为什么水会往低处流或者为什么物体会从高处掉落到低处。
通过以上反思,可以更好地帮助学生理解泡利不相容原理、洪特规则和能量最低原理这些重要的物理概念,并能够将它们应用到实际生活中。
同时,教师也可以根据学生的反馈和表现,不断改进教学方法和手段,提高教学效果和学生的学习效果。
泡利原理和洪特规则
泡利原理和洪特规则
泡利原理和洪特规则是两个物理学中的重要原理,它们分别用于描述原子和分子间的行为。
泡利原理,即泡利不相容原理,是描述原子中电子的排布原则。
根据泡利原理,一个原子中的电子是不能全部处于相同的量子态的。
简单来说,一个原子中的每个电子都要占据不同的电子轨道和自旋态。
洪特规则,又称为洪特近似规则,是描述多电子原子的电子排布规则。
洪特规则是在考虑到库伦排斥力和自旋相互作用的情况下,确定多电子原子各个电子轨道占据的顺序。
根据洪特规则,多电子原子中的电子会首先填充能量最低的轨道,然后按一定顺序填充其他轨道,直到填满所有的电子。
泡利原理和洪特规则在确定电子排布时起到了重要的作用。
它们的目的都是确保电子的排布稳定和最低能量状态。
需要注意的是,泡利原理和洪特规则并不是标题相同的文字。
标题通常是指文章或段落的主题或概括,而泡利原理和洪特规则是物理学中的科学概念和理论,采用不同的术语和表述。
在文章中使用适当的段落来描述这两个原理,并避免使用有标题相同的文字来重复表述。
泡利原理洪特规则能量最低原理课件高二化学人教版选择性必修8
思考 讨论
课本P16
1.为什么基态氦原子的电子排布是1s2而不是1s12s1 不满足能量最低原理
2、为什么基态氮原子的轨道表示式 不是
,而
不满足洪特规则
3、为什么基态Sc的价层电子排布是3d14s2,而不是4s3?
不满足泡利原理,一个原子轨道,最多只能容纳2个电子
铁原子的电子排布图
泡利原理
↑↓ 4s ↑↓ ↑↓ ↑↓
能战级
ns
np
nd
nf
原子轨道数 1
3
5
7
最多容纳电 子数
泡利在轨道中的运动状态呢?
如:He 1s2
×
1s
1s
补充 电子的运动状态由能层、能级、原子轨道和自旋状态四个方面 共同决定
02
轨道表示式
轨道表示式 轨道表示式(又称电子排布图)是表述电子排布的一种图式
1、利用泡利原理写出基态碳原子的可能轨道排布式
C:
C√:
↑↓ 1s
↑↓ 2s
↑↑ 2p
C: ↑↓ ↑↓ ↑ ↓
1s 2s
2p
有 4 种空间运动状态,有 6 种运动状态不同的电子。
轨道数
电子数
练习:请写出以下元素原子的轨道表示式。
N ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑
1s 2s
2p
O ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑
1s 2s
A.√
B .
根据泡利原理,在一个原子轨道里最多只能容纳2个电子,且它
们的自旋相反。
(2)下列轨道表示式中哪个是氧的基态原子?为什么?
√A
B
C
根据洪特规则,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
04 能层与能级
1.1.3泡利原理洪特规则能量最低原理课件下学期高二化学人教版选择性必修2
O
在氧原子中,有 3 个电子对,有 2 个单电子。 在氧原子中,有 5 种空间运动状态,有 8 种运动状态不同的电子。
轨道数
电子数
SAFE USE E D U C AT I O N
PART 03
·洪特规则·
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,而且自旋方向相同。
√
X
X
2p3的电子排布图
思考与讨论
2.为什么基态氮原子的轨道表示式是
,而不是
?
违背了洪特规则,2p轨道上的三个电子应分占三个轨道且自旋方向相同。
3.为什么基态Sc的价层电子排布是3d14s2,而不是4s3?
违背了泡利原理,4s能级只有1个轨道,每个轨道最多可容纳2个电子。
核外电子排布的表示方法
(1)电子排布式 ①电子排布式 如K原子的电子排布式:1s22s22p63s23p64s1 ②简化的电子排布式。 如K原子简化的电子排布式:[Ar]4s1
SAFE USE E D U C AT I O N
PART 02 ·电子排布的轨道表示式·
电子排布的轨道表示式
轨道表示式(电子排布图):是表述电子排布的一种图示。
➢ 用方框(或圆圈)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 电子对,“↑”或“↓”称单电子
➢ 电子能量与能层、能级有关; ➢ 电子的空间运动状态与原子轨道有关; ➢ 电子的运动状态由能层、能级、原子轨道和自旋状态四个方面共
同决定。
泡利原理
➢ 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。
➢ 常用方向相反的箭头“↑”和“↓”表示自旋 状态相反的电子。
课件1:1.1.3 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
(2)指出下列核外轨道表示式的书写分别违背了什么原则?
18
提示:①②③⑤违背了洪特规则,当电子排布在同一能级的不 同轨道时,原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,且自旋平行。 ④违背了泡利原理,一个原子轨道最多只容纳 2 个电子,而且这 2 个电子的自旋相反。
19
核外电子排布的表示方法
原子(离 子)结构 示意图
第3课时 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
学习目标 能根据核外电子的排布规则熟知核外电子排布的表示方法,并能 根据电子排布的轨道表示式、结构示意图等推导出对应的原子或 离子。
2
知识梳理
泡利原理、洪特规则、能量最低原理
1.电子自旋与泡利原理
(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,
34
(2)26 号元素 Fe 的核外电子排布式是 1s22s22p63s23p63d64s2,则 基态 Fe 原子上有 4 个未成对电子,当 Fe 原子失去 2 个 4s 电子和 1 个 3d 电 子 , 就 得 到 了 Fe3 + , 因 此 Fe3 + 的 电 子 排 布 式 是 1s22s22p63s23p63d5。
29
D [A 项只能表示最外层电子数;B 项只表示核外的电子分层排 布情况;C 项具体到各能层的电子数;而 D 项包含了能层数、能级 数以及轨道内电子的自旋方向。]
30
2.(双选)下列给出的基态原子的电子排布式,其中正确的是 ()
A.11Na:1s22s22p7 B.47Ag:1s22s22p63s23p63d104s24p64d95s2 C.20Ca:1s22s22p63s23p64s2 D.35Br:[Ar]3d104s24p5
【知识解析】泡利原理、洪特规则、能量最低原理
泡利原理、洪特规则、能量最低原理1 电子自旋与泡利原理温故核外电子围绕原子核做高速运动,根据电子能量高低及运动区域的不同,将电子在核外空间的运动状态分别用能层、能级及原子轨道来描述。
(1)电子自旋核外电子除绕核高速运动外,还像地球一样绕自己的轴自旋。
电子自旋在空间有两种相反的取向——顺时针方向和逆时针方向,分别用“↑”和“↓”表示。
名师提醒(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(又称泡利不相容原理)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。
如He:1s2,1s轨道里的2个电子自旋相反,即一个电子顺时针运动,而另一个电子逆时针运动。
2 电子排布的轨道表示式轨道表示式(又称电子排布图)是表述电子排布的一种图式,如氢和氧的基态原子的轨道表示式:。
名师提醒(1)在轨道表示式中,用方框(也可用圆圈)表示原子轨道,1个方框代表1个原子轨道,通常在方框的下方或上方标记能级符号。
(2)不同能层及能级的原子轨道的方框必须分开表示,同一能层相同能级(能量相同)的原子轨道(简并轨道)的方框相连书写。
(3)箭头表示一种自旋状态的电子,“↑↓”称电子对,“↑”或“↓”称单电子(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。
(4)轨道表示式的排列顺序与电子排布式顺序一致,即按能层顺序排列。
有时画出的能级上下错落,以表达能量高低不同。
(5)轨道表示式中能级符号右上方不能标记电子数。
以Si原子为例,说明轨道表示式中各部分的含义:3 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,这一规则是洪特根据原子光谱得出的经验规则,称为洪特规则。
1.1.3电子云原子轨道泡利原理洪特规则能量最低原理课件高二化学人教版选择性必修2
能级
原子 轨道数
s ……1 p ……3 d ……5 f ……7
原子轨道 表示方法
电子云 原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理
泡利原理:在一个原子轨道里,最多只能容纳__2_个电 子,它们的自旋方向__相__反___,用“__↓_↑____”表示。
顺时针、逆时针
√
注:一个原子中不可能存在运动状态完全相同的2个电子
概率密度:
一定空间运动状态的电子在核外空间各处都有可能出现,但出现的概率 不同
P表示电子在某处出现的概率
V表示该处的体积
概率密度:ρ=
P V
电子云 原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理
电子云:
由于核外电子的概率密度分布看起来像一片 云雾,因而被形象地称为电子云
电子云:电子在原子核外空间概率密度分布的 形象描述。
(方向性)分别以Px , Py , PZ表示。
注:不同能层的同种能级的原子轨道形状相似,只是半径不同;相同能 层的同种能级的原子轨道形状相似,半径相同,能量相同,方向不同 。
电子云 原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理 P能级的原子轨道图
哑铃形
电子云 原子轨道 泡利原理 d能级的5个原子轨道:花瓣形
波尔建立的线性轨道模型被量子力学推翻。
宏观物体的运动
微观粒子的运动
电子云 原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理
1913年,玻尔提出氢原子模型,电子在 线性轨道 上绕核运 行。
1922年诺贝尔 物理学奖获得者
然而,1926年,玻尔建立的线性轨道模型被 量子力学推翻。
电子云 原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理
z
x
y
电子云 原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理 s能级的原子轨道图
1.1.3 泡利原理 洪特规则 最低能量原则
运动状态,为近代量子力学奠定了理论基础。
量子力学指出:一定空间运动状态的电子并
不在玻尔假设的线性轨道上运动,而是在核外空
间各处都可以出现,只是出现的概率不同。
可用概率密度(ρ)表示,即ρ=
P V
(P表示电子
在某处出现的概率,V表示该处的体积)。
左图是氢原子1s电子的概 率密度分布图。(这些小点并 不是电子本身)
p电子的原子轨道呈哑铃形,能层序数越大,原子 轨道的半径越大。
三个轨道相互垂直
3.各能级所含有原子轨道数目(牢记) 能级符号 ns np nd nf 轨道数目 1 3 5 7
知识点二:电子排布的轨道表示式
轨道表示式(又称电子排布图)是表述电子排 布的一种图示,例如氧的基态原子的轨道表示 式如下:
想一想
(2)为什么基态氮原子的轨道表示式是 ↑↓ ↑↓
1s 2s
而不是 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑
?
1s 2s
规则——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,常用上下箭头(↑和↓)表示 自旋相反的电子。
所以我们得出基态氦原子的轨道表示式 应该是:
He
↑↓ 1s
练一练
请写出Li、Be、B的轨道表示式。
Li
↑↓ ↑ 1s 2s
Be
↑↓ ↑↓ 1s 2s
B
↑↓ ↑↓ ↑ 1s 2s 2p
练一练 请写出基态碳原子的轨道表示式。
请写出基态碳原子可能的轨道表示式。
不满足泡利规则
①C
↑↓ ↑↓ 1s 2s
↑↓ 2p
②C
↑↓ ↑↓ 1s 2s
↑↑ 2p
③C
↑↓ ↑↓ 1s 2s
↑↑ 2p
1..1.3泡利原理、洪特规则、能量最低原理 课件 高二下学期化学人教版(2019)选择性必修2
为什么每个轨道最多容纳的2个电子?
一、电子自旋与泡利原理
1. 电子自旋——微观粒子普遍存在的一种内在属性 有顺时针和逆时针两种取向,简称自旋相反,常用“↑和↓”表示。
✪注意: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。
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。 又称作泡利不相容原理。
二、电子排布的轨道表示式
1.轨道表示式 用一个○或□表示一个原子轨道,“↑↓”称电子对,“↑”或“↓”称单电子,能量
相同的原子轨道(简并轨道)的方框相连。
×↑↑ ↑↓ ↑↓↑↓ ↑↓
2.表示方法
sp
d
f
例如Al 电子排布式 电子排布图 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
1s2 2s22p63s23p1
本节内容结束
1s 2s
2p
3s
一个原子轨道
能层序数、能级符号
单电子
↑ 3p
空轨道
★注意:
铝原子中有6个电子对,1个单电子;7种空间运动状态,13种电子运动状态。
三、洪特规则
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。
7N ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ 1s 2s 2p
8O ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 1s 2s 2p
× 2.特例 24Cr ↑↓ ↑↓ ↑↓↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↑↓
1s 2s 2p 3s 3p
3d
4s
电子排布式:1s22s22p63s23p63d54s1
★全充满、全空、半充满状态时,具有较低的能量和较强的稳定性。
学案3:1.1.3 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
第3课时泡利原理、洪特规则、能量最低原理学习目标1. 知道原子核外电子排布的“两原理一规则”。
2. 会正确书写原子的电子排布式和电子排布图。
知识梳理一、泡利原理、洪特规则和能量最低原理1.泡利原理在一个原子轨道里,最多只能容纳个电子,而且它们的自定状态(用“↑↓”表示),这个原理称为泡利原理。
电子自旋可以比喻成地球的自转,自旋只有两种方向:方向和方向。
2.电子排布图叫做电子排布图。
如锂的电子排布图:3.洪特规则。
这个规则是由洪特首先提出的,称为洪特规则。
注意:等价轨道处于、或的状态一般比较稳定,也就是说,具有下列电子层结构的原子是比较稳定的。
:p6、d10、f14,:p3、d5、f7,:p0、d0、f0。
因此,铬和铜的基态原子的电子排布图如下:总之,基态原子的电子排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则。
用构造原理得到的电子排布给出了基态原子核外电子在能层和能级中的排布,而电子排布图还给出了电子在原子轨道中的排布。
4.能量最低原理原子的电子排布遵循原理能使整个原子的能量处于状态。
即在原子里,电子优先排布在能量的能级里,然后排布在能量逐渐的能级里。
二、描述核外电子排布的化学用语1.电子排布式(1)定义:用核外电子分布的及来表示电子排布的式子。
如1s22s22p4、1s22s22p63s23p1、1s22s22p63s23p64s2、1s22s22p63s23p63d64s2分别是O、Al、Ca、Fe 原子的电子排布式。
(2)以铝原子为例,电子排布式中各符号、数字的意义为:(3)简化的电子排布式电子排布式中的内层电子排布可用相应的稀有气体的元素符号加方括号来表示,以简化电子排布式。
以稀有气体的元素符号外加方括号表示的部分称为“原子实”。
如钙的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,其简化的电子排布式可以表示为。
(4)外围电子排布式在原子的核外电子排布式中,省去“原子实”后剩下的部分称为外围电子排布式,也叫价电子排布。
人教版高中化学选择性必修第2册 《泡利原理、洪特规则、能量最低原理》教学设计
《泡利原理、洪特规则、能量最低原理》教学设计一、课标解读“泡利原理、洪特规则、能量最低原理”是《普通高中化学课程标准(版修订)》中模块2物质结构与性质的主题1原子结构与元素的性质中的内容。
1.内容要求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、洪特规则。
知道1~36号元素基态原子核外电子的排布。
2.学业要求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。
二、教材分析本节内容的功能价值是提高学生的宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知素养,以原子光谱学事实与依据,理解原子核外电子排布的规律和规则的提出背景,并以此为模型,学会利用轨道表示式表示基态原子核外电子的排布。
本课时是人教版选择性必修2第一章第一节《原子结构》第4课时内容,是在学习了能层和能级及电子排布式、价电子排布式、电子云等等概念的基础上,更加深入、直观地走进物质的微观世界—原子轨道,并进一步探索核外电子运动的特点和规律。
因此,本课时内容是核外电子排布规律的延续,虽内容仍然有些抽象,学生学起来有困难,但教科书在内容编排上注重了由易到难层层深入,形式上图文并茂帮助其理解,这样能够激发和保持学生的学习兴趣。
同时。
课标要求是“认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则等”,起点高,落点低。
三、学情分析学生具备接受能力较强、好奇心强、探究的意识强等特点,在该阶段学生对原子结构以及核外电子排布等已有一定的理解,为这节课的学习也奠定了一定的基础。
但对核外电子的运动规律以及原子轨道非常陌生,因此本课时教学的重点是如何让学生利用已有的探究必备相关知识,如原子的组成,物质的远动是有规律的等,将泡利原理和洪特规则熟练地运用于原子轨道的理解中。
四、素养目标【教学目标】1.通过对“电子自旋”概念的认识,理解基态原子中核外电子排布规律的泡利不相容原理;2.能利用轨道表示式书写1~36号元素基态原子的核外电子排布的轨道表示式,并通过书写逐步认识洪特规则及其特例;3.能结合能量最低原理理解基态原子核外电子排布的构造原理、洪特规则及其特例等其它具有特殊价电子排布的现象。
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半充满(p3,d5,f7)
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例:
24
Cr原子的电子排布图:
2 2 6 2 6 5 1 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s
老 师 都 说 好 !
4 2 不是3d 4s
★核外电子排布规则 1.能量最低原理 2.泡利原理
一个原子轨道最多容纳2个电子,而 且自旋方向相反。
老 师 都 说 好 !
2、科学研究证明:核外电子的能量不仅与电子 所处的能层、能级有关,还与核外电子的数目 及核电荷的数目有关。氩原子与硫离子的核外 电子排布相同,都是1s22s22p63s23p6。下列说法 正确的是( ) A.两粒子的1s能级上电子的能量相同 B.两粒子的3p能级上的电子离核的距离相同 C.两粒子的电子发生跃迁时,产生的光谱不同 D.两粒子都达8电子稳定结构,化学性质相同
29号铜: 1s22s22p63s23p63d104s1
4.补充规则
6 10 14 全充满(p ,d ,f ) 0,d0,f0) 全空时( p 相对稳定的状态
半充满(p3,d5,f7)
注意:
能量最低原理表述的是“整个原子处于能量最低 状态”,而不是说电子填充到能量最低的轨道中 去,泡利原理和洪特规则都使“整个原子处于能 量最低状态”
注意
其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是( C )
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↑↓
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
A
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↑↑
B
↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↓ ↓
五、电子云与原子轨道
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思考: 宏观物体与微观物体(电子) 的运动有什么区别?
老 师 都 说 好 !
宏观物体的运动特征:
• 可以准确地测出它们在某一时刻 所处的位置及运行的速度; • 可以描画它们的运动轨迹。
微观物体的运动特征:
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小黑点的疏密表示电子在核外空间 单位体积内出现的概率的大小。
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1s电子在原子核外 出现的概率分布图
ห้องสมุดไป่ตู้
★量子力学中将
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这种电子云轮廓 图称为
“原子轨道”
2、原子轨道 a.s电子的原子轨道(电子云)形 状 是以原子核为中心的球体,只有 一个伸展方向
每个原子轨道里最多只能容纳 自旋方向 相反 的电子。 2 个
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3.洪特规则
电子排布在同一能级时,总优先单 独占据一个轨道,且自旋方向相同。
4.补充规则
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全充满(p6,d10,f14)
相对稳定的状态 全空时(p0,d0,f0)
?学与问
当电子排在同一个能级内时,有什么 规律?
3.洪特规则
当电子排布在同一能级的不同轨道时,总 是首先单独占一个轨道,而且自旋方向相 同。
复习
7s 7p 6s 5s 6p 5p 6d 5d
构造原理
5f
4s
3s
4p
3p
4d
3d
4f
2s
1s
2p
那么1~36号元素中是否都遵循构造原 理? 24号铬:1s22s22p63s23p63d54s1
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电子的质量很小,只有9.11×10-31 千克; 核外电子的运动范围很小(相对于 宏观物体而言); 电子的运动速度很大; 测不准
1、电子云
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图中
表示原子核,一个小黑点代表 电子在这里出现过一次
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b.p电子云/原子轨道的形状是纺锤形 (或称为哑铃形),其伸展方向是互向 垂直的三个方向(Px、Py、Pz)。
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P电子原子轨道半径同样随着n增大而增大
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3、按照下列元素基态原子的电子排布特征判断 元素,并回答问题。A的原子中只有一个能层且 只含1 个电子;B的原子3p轨道上得到1个电子 后不能再容纳外来电子;C的原子的2p轨道上有 1个电子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反; D的原子第三能层上有8个电子,第四能层上只 有1个电子;E原子的外围电子排布为3s23p6。 (1)写出由A、B、C、D中的三种元素组成的化 合物的化学式(至少写出5个): (2)写出用上述元素组成的物质制得A的单质 的化学方程式(至少写出2个):
D
科学探究
观察表1-2,思考一下,各个能级有多少个原 子轨道呢? 1.每个原子轨道最多只能容纳几个电子?
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电子层 原子轨 原子轨 可容纳 道类型 道数目 电子数 1s 2 1 1 2
3 4 n
2s,2p 3s,3p,3d 4s,4p,4d,4f —— 4 9 16 n2
• 练习
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1、下列有关电子云和原子轨道的说法正确的 是( ) A.原子核外的电子象云雾一样笼罩在原子 核周围,故称电子云 B.s能级的原子轨道呈球形,处在该轨道上 的电子只能在球壳内运动 C.p能级的原子轨道呈纺锤形,随着能层的 增加,p能级原子轨道也在增多 D.与s电子原子轨道相同,p电子原子轨道 的平均半径随能层的增大而增大
8
18 32 2n2
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科学探究
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观察图1-14,这些图称为原子的
电子轨道表示式
1.每个原子轨道最多只能容纳几 个电子?
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★核外电子排布规则:
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1.能量最低原理 2.泡利不相容原理
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↑↓
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C
D
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练习: 1 、由下列微粒的最外层电子排布,能确定形 成该微粒的元素在周期表中的位置的是( ) A.1s2 C.2s22p6 B.3s23p1 D.ns2np3
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