泡利原理和洪特规则
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。
基态原子的电子排布的三个基本原则
基态原子的电子排布的三个基本原则
1．能量最低原理
原子核外的电子应优先排布在能量最低的能级里，然后由里到外，依次排布在能量逐渐升高的能级里。
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)。
2．泡利原理
(1)在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，而且它们的自旋状态相反，这一原理被称为泡利原理。
(2)因为每个原子轨道最多只能容纳 2个电子且自旋方向相反，所以从能层、能级、原子轨道、自旋方向四个方面来说明电子的运动状态是不可能有两个完全相同的电子的。
如氟原子的电子排布可表示为1s22s22p2p2p，由于各原子轨道中的电子自旋方向相反，所以9个电子的运动状态互不相同。
3．洪特规则
(1)在相同能量的原子轨道上，电子的排布将尽可能占据不同的轨道，而且自旋方向相同，这就是洪特规则。
(2)通俗地说，洪特规则可以表述为电子总是尽量自旋
平行地分占不同的轨道。
如碳原子的电子排布图是，而不是。
(3)洪特规则的特例
在等价轨道(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。
新教材 高中化学 选择性必修2 第一章 第一节 第3课时 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
B.
√C.
D.
第3课时 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
一、原子核外电子的排布规则
1.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。 2.电子排布的轨道表示式(电子排布图)
8O的轨道表示式如下：
根据上面回答下列问题： (1)简并轨道：能量相同的原子轨道 。 (2)电子对： 同一个原子轨道中，自旋方向相反的一对电子 。 (3)单电子： 一个原子轨道中若只有一个电子，则该电子称为单电子 。 (4)自旋平行： 箭头同向的单电子称为自旋平行 。 (5)在氧原子中，有 3 对电子对，有 2 个单电子。 (6)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。
25Mn：_________________________________________________________
属于半充满。
，有 15 种空间运动状态，有 5 个单电子，
2.下列原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是_①__④__⑤___(填序号， 下同)，违反能量最低原理的是_②___，违反洪特规则的是_③___，违反泡利 原理的是_⑥___。 ①Ca2＋：1s22s22p63s23p6 ②F－：1s22s23p6
(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_0_4_s1__。
归纳总结
熟轨道
4.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 能量最低 的原子轨道， 使整个原子的能量最低。 (2)因素：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。
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。
人教版高中化学选修3-1.1《泡利原理和洪特规则》名师课件
2．(2015·全国卷Ⅱ，37节选)A、B、C、D为原子序数依 次增大的四种元索，A2－和B＋具有相同的电子构型；C、 D为 同周期元索，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最 外层有一个未成对电子。回答下列问题： 导学号 09440158
四种元素中电负性最大的是___O_____(填元素符号)，其中
(2)光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是 该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是 ________。
答案：(1)3d104s24p2 2 (2)O＞Ge＞Zn
4．(2016·全国卷Ⅱ，37 节选)东晋《华阳国志南中志》卷 四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外， 曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：
导学号 09440160 (1)镍元素基态原子的电子排布式为________，3d 能级上的
未成对的电子数为________。 (2)元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu＝1959 kJ/mol，INi
＝1753 kJ/mol，ICu>INi 的原因是________。 答案：(1)1s22s22p63s23p63d84s2 或[Ar]3d84s2 2 (2)铜失去的是全充满的 3d10 电子，镍失去的是 4s1 电子
探究二 原总子结核：外电核子外排电布表子示排方布法 的表示方法
●问题导引●
以C为例:
电子式 原子结构示意图
·C···
+6 2 4
电子排布式
1s22s22p2
简化电子排布式 [He]2s22p2
价层电子排布式 2s22p2
电子排布图 1s
2s
（轨道表示式）↑ ↓
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 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
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。
原子核外电子的排布三原则
二、原子核外电子的排布三原则
1.泡利不相容原理：不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数，或者说在轨道量子数m,l,n确定的一个原子轨道上最多可容纳两个电子，而这两个电子的自旋方向必须相反
2.能量最低原理：不违反泡利不相容原理的条件下，电子总是尽先占有能量较低轨道，只有能量较低轨道占满才能依次进入能量较高轨道。
3.洪特规则：简并轨道上电子排布将尽可能占据不同轨道，且自旋方向相同(自旋平行)；简并轨道处于全充满（p6、d10、f14）或半充满（p3、d5、f7）能量低，稳定。
（简并轨道即亚层各轨道）
三．价电子构型
主族、零族：价电子构型= 最外层电子构型
副族、Ⅷ族：价电子构型= 最外层s + 次外层d
1.D5.D 7.C。
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？学与问
当电子排在同一个能级内时， 当电子排在同一个能级内时，有什么 规律？ 规律？ 3.洪特规则 3.洪特规则
当电子排布在同一能级的不同轨道时， 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， 是首先单独占一个轨道，而且自旋方向相 同。
复习
7s 7p
构造原理
6s 5s
6p 5p
6d 5d 5f
全空时（p0，d0，f0） 相对稳定的状态 全空时（ 半充满（ 半充满（p3，d5，f7）
注意： 注意：
能量最低原理表述的是“ 能量最低原理表述的是“整个原子处于能量最低 状态” 状态”，而不是说电子填充到能量最低的轨道中 泡利原理和洪特规则都使“ 去，泡利原理和洪特规则都使“整个原子处于能 量最低状态” 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 ）
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
A
↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
B
4s 3s 2s 1s
4p 3p 2p
4d 3d
4f
那么1~36号元素中是否都遵循构造原 那么 号元素中是否都遵循构造原 理？ 24号铬：1s22s22p63s23p63d54s1 号铬： 号铬 29号铜 1s22s22p63s23p63d104s1 号铜: 号铜
4.补充规则 4.补充规则
6，d10，f14） 全充满（ 全充满（p
↑ ↑ ↑ ↓ ↓
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
C
D
科学探究
观察表1 观察表1-2，思考一下，各个能级有多少个原 思考一下， 子轨道呢？ 子轨道呢？
1．每个原子轨道最多只能容纳几个电子？ 每个原子轨道最多只能容纳几个电子？
★核外电子排布规则 1.能量最低原理 1.能量最低原理
2.泡利原理 2.泡利原理
一个原子轨道最多容纳2个电子， 一个原子轨道最多容纳2个电子，而 且自旋方向相反。 且自旋方向相反。