1.1.3泡利原理洪特规则能量最低原理高二化学讲义习题(人教版2019选择性必修2)(原卷版)

第一章原子结构与性质
第一节原子结构
第3课时泡利原理、洪特规则、能量最低原理
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。

知识点泡利原理、洪特规则、能量最低原理
知识点泡利原理、洪特规则、能量最低原理
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。

电子自旋可以比喻成地球的。

（2）两种取向及表示方法：电子自旋在空间有和两种取向。

常用方向相反的箭头“↑”和“↓”表示自旋状态相反的电子。

注：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个电子。

2.泡利原理
在一个原子轨道里，最多只能容纳个电子，它们的自旋，这个原理被称为泡利原理（也称为泡利不相容原理）。

3.电子排布的轨道表示式
(1)含义：轨道表示式(又称电子排布图)是表述电子排布的一种图式。

举例：如氢和氧的基态原子的轨道表示式：
(2)书写要求：
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，能量相同（同一能层相同能级）的原子轨道(简并轨道)的方框相连。

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。

(3)书写方法：以Si原子为例，说明轨道表示式中各部分的含义：
4.洪特规则
(1)内容：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先，且，称为洪特规则。

注：①洪特规则只针对电子填入简并轨道而言，并不适用于电子填入能量不同的轨道。

②当电子填入简并轨道时，先以自旋平行依次分占不同轨道，剩余的电子再以自旋相反依次填入各轨
道。

(2)特例：简并轨道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高的稳定性。

举例：如基态24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,为半充满状态，易错写为1s22s22p63s23p63d44s2 ；
基态29Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1，易错写为[Ar]3d94s2。

5.能量最低原理
(1)内容：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据的原子轨道，使整个原子的能量最低，这就是能量最低原理。

(2)说明：
①基态原子的能量最低，故基态原子的电子排布是能量最低的原子轨道组合。

②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，电子填入能量低的能级即可使整个原子能量最低(如所有主族元素的基态原子);而当相邻能级能量相差不太大时，有1~2个电子占据能量稍高的能级可能反而降低了电子排斥能而使整个原子能量最低(如所有副族元素的基态原子)。

③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。

1.在2p能级上最多能容纳6个电子，其依据的规律是( )
A．能量最低原则B．泡利不相容原理
C．洪特规则D．能量最低原则和泡利不相容原理
2.已知锰的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的基态锰原子外围电子的电子排布图，其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是( )
A．B．
C．D．
3.若将15P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p2x3p1y，它违背了( )
A．能量最低原则B．泡利不相容原理C．洪特规则D．能量守恒原理
4.各电子层排布电子的总数要遵循以下规律：①每层最多容纳2n2个电子；②原子最外层电子数≤8；③原子次外层电子数≤18。

决定这3条规律的电子排布规则是( )
A．能量最低原理B．泡利不相容原理
C．洪特规则D．能量最低原理和泡利不相容原理
5.下列各微粒的电子排布式或外围电子排布图不符合能量最低原理的是( )
A．Fe2+ 1s22s22p63s23p63d6
B．S 1s22s22p63s24p4
C．F
D．Na+
探究核外电子排布的“原理和规则”
1.核外电子排布遵循的原理与规则
2.违背原理或规则示例
(1)(违背能量最低原理)→应为
(2)(违背泡利原理)→应为
(3)(违背洪特规则)→应为
3.特别提示
(1)基态原子的能量最低，故基态原子的电子排布是能量最低的原子轨道组合。

(2)基态氦原子不存在1s12s1的状态，但氦处于激发态时可能会存在1s12s1的状态。

(3)电子的运动状态由能层、能级、原子轨道、自旋来描述，在同一个原子中，不可能存在运动状态完全相同的两个电子。

(1)能量最低原理：电子在原子轨道上的分布要尽可能地使原子的能量最低。

(2)泡利原理：每个原子轨道最多容纳两个电子且自旋方向必须相反。

(3)洪特规则：当电子排布在同一能级(能量相同)的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。

【例】（2023—2024重庆沙坪坝重庆八中高二期中）下列各项叙述错误的是
A．若硫原子核外电子排布图为，则违反了泡利原理
B．若21号Sc元素的基态原子电子排布式为226263
1s2s2p3s3p3d，则违反了构造原理
C．铍原子的核外电子排布图为，符合洪特规则和泡利原理
D．原子的电子排布式由2231224
→能释放特定能量产生发射光谱
1s2s2p3s1s2s2p
1.价电子排布满足4s半充满而3d为全充满的元素是( )
A．Ca B．V C．Cr D．Cu
2.在d轨道中电子排布成，而不排布成，其最直接的根据是( )
A．能量最低原理B．泡利原理C．能量守恒原理D．洪特规则
3.（2023—2024湖南长沙长郡中学高二月考）下列化学用语或图示表达正确的是
A．基态K原子的核外电子的空间运动状态共有10种
B．MgCl2的形成过程为
C．基态碘原子简化电子排布式为[ Kr]5s25p5
D．根据洪特规则可知，电子排布式为1s22s22p2的元素的电子轨道表示式为
4.（2023—2024湖北十堰郧西县第一中学校高二联考）下列有关化学用语表述正确的是
Ar3d
A．基态钙原子的简化电子排布式：[]2
B．用电子云轮廓图描述：2p y原子轨道的形状：
C．基态铜原子的价层电子排布式为92
3d4s
D ．基态氮原子核外电子排布的轨道表示式： 5.（2023—2024湖南常德常德市一中校高二月考）在网络上流行这样一句话“遇事不决，量子力学”。

量子力学的创立放在当时的整个物理学界是十分炸裂的存在，下列说法正确．．
的是 A ．基态钪原子中电子占据的最高能层符号为4s 24p 1
B ．因为s 轨道的形状是球形的，所以s 电子做的是圆周运动
C ．基态氧原子轨道表示式，违背了泡利原理
D ．基态氧原子的核外电子有8种不同的空间运动状态
6.（2023上·河北保定·高二河北省唐县第一中学校考期中）下列描述原子结构的化学用语正确的是 A ．基态氧原子的电子排布式：[Ne]2s 22p 4
B ．基态铜原子（29Cu ）的价层电子排布式：3d 94s 2
C ．氧原子核外能量最高的电子云的形状：
D ．碳原子核外电子的轨道表示式： 7.（2023—2024河北石家庄正定中学校高二联考）实验室制备223Na S O 的原理为：
223222322Na S Na CO 4SO 3Na S O CO ++=+。

下列说法错误的是
A ．基态硫原子核外3p 电子云有3种不同伸展方向
B ．基态氧原子的电子排布式为24[Ne]2s 2p
C ．基态碳原子的核外电子排布式2221s 2s 2px 违反了洪特原理
D ．2CO 的结构式为O=C=O
8.（2023—2024重庆市育才中学校高二联考）下列有关原子结构相关内容表述正确的是
A ．电子排布图
，不满足泡利原则 B ．s 轨道的形状为哑铃形
C ．Fe （26号元素）原子的价层电子排布式为623d 4s
D ．LED 灯的发光是因为核外电子从基态到激发态以光的形式释放能量
9.（2023—2024河北邯郸高二联考）碱式碳酸镁[]3224MgCO Mg(OH)5H O ⋅⋅可用于牙膏、医药和化妆品等工业，下列说法正确的是
A ．基态镁原子核外电子云有4种不同的伸展方向
B ．基态氧原子的电子排布式为24[Ne]2s 2p
C ．稳定性：42CH H O >
D ．基态6C 原子的核外电子排布式222
x 1s 2s 2p 违反了能量最低原理
10.（2023—2024上海市杨浦高级中学月考）下列有关原子轨道和核外电子排布的说法正确的是
A ．原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云
B ．符合“3p x ”没有给出的信息是电子云在空间的伸展方向
C ．原子轨道是一种描述核外电子运动状态的复杂函数
D ．O 2的核外电子排布式1s 22s 23p 6违背的是泡利不相容原理
11.（2023—2024甘肃张掖高台县第一中学校高二月考）下列判断正确的是
A ．Li 原子的核外电子排布式写成1s 3违背了能量最低原理
B ．一个电子从3p 能级跃迁到3s 能级，产生的原子光谱为发射光谱
C ．处于基态的氧原子电子排布图表示成
违背了泡利原理
D ．某种基态原子中可能存在运动状态完全相同的电子
12.（2023—2024云南楚雄高二统考期末）下列关于核外电子排布及运动状态的说法正确的是
A ．电子云图中的小点越密，表示电子在原子核外某处单位体积内出现的概率越大
B ．基态N 原子的核外电子排布式22211s 2s 2p 2p x y 违反了能量最低原理
C ．基态2Mn +的核外电子存在25种运动状态
D．在原子中第n电子层含有的原子轨道数为2
2n
13.（2023—2024浙江温州高二统考期末）下列说法正确的是
A．2p x、2p y、2p z轨道相互垂直，能量相等
B．同一族元素的价层电子排布一定相同
C．符合泡利原理和能量最低原理
D．电子从3s能级跃迁到3p能级，产生的原子光谱为发射光谱
14.（2023—2024内蒙古呼和浩特高二统考期末）以下关于原子结构的说法正确的是
A．基态K原子的4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动
B．从能量角度来看，某原子的d轨道能量一定高于s轨道
C．基态S原子的电子排布图为
D．基态钙离子的电子占据的最高能级有3个原子轨道，形状为哑铃形
15.（2023—2024甘肃庆阳高二校考期中）I.回答下列问题：
(1)核外电子排布时遵循一定的原则：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，这个原理称为泡利不相容原理；对于基态原子，核外电子在能量相同的原子轨道上排布时，将尽可能分占不同的原子轨道并且自旋状态相同称为洪特规则。

依据以上原则，下列原子或离子的核外电子排布正确的
是，违反能量最低原理的是，违反洪特规则的是，违反泡利不相容原理的是。

①Ca2+：1s22s22p63s23p6②F：1s22s22p5③④Cr：
1s22s22p63s23p63d44s2⑤K：1s22s22p63s23p63d1⑥Mg：1s22s22p63s2⑦C：
Ⅱ.2020年12月17日，我国“嫦娥五号”返回器携月壤成功着陆。

研究发现，月壤中存在天然的铁、金、银、铅、锌、铜、锑、铼等矿物颗粒。

(2)写出铜的基态原子的电子排布式：。

(3)Fe3+的电子排布式为。

(4)p电子的原子轨道呈形。