泡利原理洪特规则三
泡利不相容原理与洪特规则
泡利不相容原理与洪特规则泡利不相容原理与洪特规则是量子力学中两个重要的原则，它们对于电子在原子轨道中的排布和原子结构的稳定性起着关键作用。
泡利不相容原理由奥地利物理学家波尔斯·泡利于1925年提出，它指出相同的自旋量子数的两个电子不能在同一个原子轨道中同时存在。
这一原理保证了原子的稳定性，避免了电子之间的相互斥力过大，从而使原子结构能够保持相对稳定。
而洪特规则则是由美国物理学家罗伯特·洪特在1923年提出的，它总结了电子在原子轨道中填充的顺序规律，有助于理解原子的能级分布和化学性质。
泡利不相容原理与洪特规则的提出，彻底改变了人们对原子结构的认识。
在泡利不相容原理的指导下，我们可以确定原子中各个电子的排布方式，从而进一步推导出原子的化学性质和化学键的形成。
洪特规则则为我们提供了一个简单而有序的填充电子的方式，帮助我们理解原子中电子的能级分布和轨道角动量的排布规律。
这两个原理的相互配合，为我们解释原子结构和化学键提供了有力的理论支持。
泡利不相容原理的核心概念是电子的自旋量子数，它决定了电子的自旋状态以及电子之间的排斥能。
根据泡利不相容原理，相同自旋量子数的两个电子无法同时处于同一个原子轨道中，这意味着在一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，并且这两个电子的自旋量子数必须相反。
这一原理的提出，解决了之前无法解释原子结构和化学性质的难题，为后来量子力学的发展奠定了基础。
洪特规则则为我们提供了填充电子的顺序规律。
根据洪特规则，电子在填充原子轨道时会优先填充能量较低的轨道，而不同轨道的填充顺序遵循一定的规律。
具体来说，s轨道先于p轨道填充，p轨道又先于d轨道填充，最后才是f轨道。
在每个轨道内，电子的填充顺序则遵循洪特规则中的“两电子自旋相反”的原则。
这一规律简洁而有序，帮助我们理解原子各能级之间的排布规律，以及不同能级之间的能级间隔。
泡利不相容原理与洪特规则的结合，使得我们能够更加深入地理解原子结构和化学键的形成。
原子核外电子排布规律
原子核外电子排布规律①能量最低原理:电子层划分为K<L<M<O<P<Q,对应电子层能量增大;原子核外电子排布按照能量较低者低优先排布原则.②每个电子层最多只能容纳2n2个电子。
③最外层最多只能容纳8个电子（K层为最外层时不能超过2个）次外层最多只能容纳18个电子（K层为次外层时不能超过2个倒数第三层最多只能容纳32个电子注意：多条规律必须同时兼顾。
简单例子的结构特点:(1)离子的电子排布:主族元素阳离子跟上一周期稀有气体的电子层排布相同,如钠离子、镁离子、铝离子和氖的核外电子排布是相同的。
阴离子更同一周期稀有气体的电子排布相同：负氧离子，氟离子和氖的核外电子排布是相同的。
（2）等电子粒子（注意主要元素在周期表中的相对位置）①10电子粒子:CH4、N3、NH2、NH3、NH4、O2、OH H2O、H3O F HF、Ne、Na Mg2、Al3等。
②18电子粒子：SiH4、P3、PH3、S2、HS H2S、Cl HCl、Ar、K Ca2、PH4等。
特殊情况：F2、H2O2、C2H6、CH3OH③核外电子总数及质子总数均相同的阳离子有：Na NH4、H3O F OH NH2；HS Cl前18号元素原子结构的特殊性：（1）原子核中无中子的原子：11H（2）最外层有1个电子的元素：H、Li、Na；最外层有2个电子的元素:Be、Mg、He （3）最外层电子总数等于次外层电子数的元素：Be、Ar（4）最外层电子数等于次外层电子数2倍的元素：C ；是次外层电子数3倍的元素：O ；是次外层电子数4倍的元素：Ne（5）最外层电子数是内层电子数一半的元素:Li、P（6）电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al（7）电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be（8）次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si元素周期表的规律：（1）最外层电子数大于或等于3而又小于8的元素一定是主族元素，最外层电子数为1或2的元素可能是主族、副族或0族元素，最外层电子数为8的元素是稀有气体（He例外）（2）在元素周期表中，同周期的ⅡA、ⅢA族元素的原子序数差别有：①第2、3周期（短周期）元素原子序数都相差1；②第4、5周期相差11；③第6、7周期相差25（3）同主族、邻周期元素的原子序数差①位于过渡元素左侧的主族元素，即ⅠA、ⅡA族，同主族、邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期所含元素总数；相差的数分别为2,8,8,18,18,32②位于过渡元素左侧的主族元素，即ⅢA～ⅦA族，同主族、邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期所含元素种数。
三大规则
3 保里不相容原理在一个原子中没有两个或两个以上电子具有完全相同的四个量子数(在主量子数n、角量子数l、磁量子数ml、自旋磁量子数ms表象中的表达)。
或者说一个原子轨道上（主量子数n、角量子数l、磁量子数ml 相同时）最多只能排两个电子，而且这两个电子自旋方向必须相反。
因此一个s轨道最多只能有2个电子，p轨道最多可以容纳6个电子。
按照这个原理，表1-1归纳了各个原子轨道上可容纳最多的电子数，从表中可得出第n电子层能容纳的电子总数为2n2个。
泡利不相容原理：指在原子中不能容纳运动状态完全相同的电子。
又称泡利原子、不相容原理。
一个原子中不可能有电子层、电子亚层、电子云伸展方向和自旋方向完全相同的两个电子。
如氦原子的两个电子，都在第一层（K 层），电子云形状是球形对称、只有一种完全相同伸展的方向，自旋方向必然相反。
每一轨道中只能客纳自旋相反的两个电子，每个电子层中可能容纳轨道数是n2个、每层最多容纳电子数是2n2。
核外电子排布遵循泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则．能量最低原理就是在不违背泡利不相容原理的前提下，核外电子总是尽先占有能量最低的轨道，只有当能量最低的轨道占满后，电子才依次进入能量较高的轨道，也就是尽可能使体系能量最低．洪特规则是在等价轨道(相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同．后来量子力学证明，电子这样排布可使能量最低，所以洪特规则可以包括在能量最低原理中，作为能量最低原理的一个补充．自旋为半整数的粒子（费米子）所遵从的一条原理。
简称泡利原理。
它可表述为全同费米子体系中不可能有两个或两个以上的粒子同时处于相同的单粒子态。
电子的自旋，电子遵从泡利原理。
1925年W.E.泡利为说明化学元素周期律提出来的。
原子中电子的状态由主量子数n、角量子数l、磁量子数ml以及自旋磁量子数ms所描述，因此泡利原理又可表述为原子内不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的4个量子数n、l 、ml 、ms 。
泡利不相容原理、洪特规则、构造原理
一、基态与激发态原子光谱1.基态与激发态处于最低能量的原子叫做基态原子(ground state atom)，基态是原子最基本的状态，是稳定的状态；当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子(excited atom)；激发态原子不稳定，电子又会跃迁到能量较低的能级，并释放能量；其转化关系如下：光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一，在日常生活中，我们看到的许多可见光，如灯光、激光、焰火……都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关；2.原子光谱atomic spectrum①原子光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱；②发射光谱(emission spectrum)是暗色背景的明亮谱线，吸收光谱(absorption spectrum)则是明亮背景的暗色谱线，两者谱线一一对应(因为两个能级之间电子跃迁，吸收的能量和释放的能量相同)；※铯cesium，1860年发现，其光谱图中有特征的蓝光，在拉丁语里，铯的含意是天蓝色；※铷rubidium，1861年发现，其光谱图中有特征的红光，在拉丁语里，铷的含意是深红色；※氦helium，1868年分析太阳光谱发现的，来源于希腊文，原意是“太阳”；③原子光谱的应用不同元素产生不同的原子光谱，在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析(spectrum analysis)，历史上，利用光谱分析也曾发现了许多新元素；二、构造原理与电子排布式1.多电子原子核外电子的排布顺序在多电子原子中，电子在能级上的排布顺序是：电子最先排布在能量低的能级上，然后依次排布在能量较高的能级上；2.构造原理aufbau principle随着原子核电荷数的递增，绝大多数元素原子的核外电子是按照如图所示的能级顺序填充的，填满一个能量低的能级后，再填一个能量高的新能级，这种规律称为构造原理；3.能级交错现象energy level overlap phenomenon由构造原理可知，从第三能层开始各能级不完全遵循能层顺序，产生了能级交错排列，即产生“能级交错”现象；【产生原因：钻穿效应、屏蔽效应】【H原子由于核外只有一个电子，没有屏蔽效应，不存在能级交错，所以能级的能量高低只取决于主量子数；对于3d、4s、4p，显然3d小于4s等于4p】4.电子排布electronic configuration①根据构造原理可表示出一些元素原子的电子排布式，先按能量由低到高的顺序依次写出能级符号，再用数字在能级符号右上角表明各能级上排布的电子数，这就是原子的电子排布式；【在书写电子排布式时，能层低的能级要写在左边，不能按填充顺序写，例如钪Sc的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d14s2，而不能按照填充顺序先写4s2后写3d1】②电子排布式的简化写法为了避免电子排布式过于繁琐，可以把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应的稀有气体元素符号外加方括号表示，例如：K的电子排布式可表示为：[Ar]4s1，其中[Ar]叫1三、泡利原理、洪特规则、能量最低原理1.电子自旋与泡利原理spin of the electron & Pauli exclusion principle①电子自旋spin of the electron量子力学告诉我们，电子除了空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋；电子自旋可比喻成地球的自转；电子的自旋有顺时针和逆时针两种相反的状态，常用上下箭头“↑”“↓”表示；【电子自旋(spin of the electron)是电子的基本性质之一，属于量子物理学科，电子自旋先由实验上发现，然后才由狄拉克(Dirac)方程从理论上导出的】【自旋量子数(spin quantum number)是描述电子自旋运动的量子数，自旋磁量子数用m s表示，即↑代表正方向自旋电子，↓代表逆方向自旋电子】②泡利原理Pauli exclusion principle1925年，泡利正式提出，在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子(通常称为电子对)，而且它们的自旋状态相反，称为泡利原理(也称泡利不相容原理)；Pauli，1900--1958 Dirac，1902--1984 Hund，1896--19972.电子排布图原子核外电子排布可利用电子排布图来表示，这是用方框(或圆圈)和箭头表明核外电子排布的另一种方法，也叫轨道表示式；每一个方框表示一个轨道，能量相同的轨道连在一起，与电子排布式相比，它具有轨道上自旋方向和成键时电子变化明晰的特点，但是稍微麻烦些，书写时先写元素符号，再根据能量最低原理、泡利原理、洪特规则等书写，例如：3.洪特规则Hund rule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，称为洪特规则；洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子；【洪特规则特例】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特例；例如：铬(24Cr)：[Ar]3d54s1正确，[Ar]3d44s2错误；铜(29Cu)：[Ar]3d104s1正确，[Ar]3d94s2错误；4.能量最低原理lowest energy principle①基态是能量最低的状态，基态原子的电子排布式能量最低的原子轨道组合；②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，这就是能量最低原理lowest energy principle；③多电子原子的核外电子要先占据能量低的能层，在能量低的能层中又优先占据能量低的能级，然后再依次进入能量较高的能层，这样使整个原子处于最低的能量状态，原子轨道能量的高低依据构造原理来判断；5.补充：26Fe：1s2 2s2sp6 3s23p63d6 4s2①电子的运动状态=电子数；(26)②电子的空间运动状态=电子所占的轨道数；(15)③电子的运动范围=能层数；(4)④电子的能量=能级数；(7)。
泡利原理与洪特规则
泡利原理与洪特规则泡利原理（Pauli exclusion principle）和洪特规则（Hund's rule）是两个量子力学中的重要原理，它们描述了原子中电子分布的规律。
泡利原理是由奥地利物理学家波尔玛·泡利（Wolfgang Pauli）于1925年提出的。
该原理阐述了两个或多个电子不能在完全相同的量子状态下存在。
更具体地说，泡利原理可以总结为以下两个要点：1.单个电子的量子态由四个量子数（n,l,m,s）确定，但不同电子的任意两个量子数不能完全相同。
其中，n表示主量子数，l表示角量子数，m表示磁量子数，s表示自旋量子数。
2.根据泡利原理，每个量子态最多能容纳两个电子，它们的自旋方向相反。
即电子自旋可以为+1/2或-1/2洪特规则是由德国物理学家弗里德里希·奥古斯特·洪特（Friedrich Hund）于1927年提出的。
该规则解释了电子在原子中的分布方式，主要包括以下要点：1.在填充电子态时，应首先填充能量最低的电子态。
这是因为高能量态的电子更加不稳定，倾向于填满能量较低的态。
2.如果有多个具有相同能量的电子状态（也称为简并态）可供填充，那么应该确保电子尽可能地分布在不同的态上，且自旋方向相同。
这是为了最小化原子的总能量，从而确保更稳定的电子配置。
3.只有当一个状态已经填满时，才能开始填充下一个具有相同能量的电子状态。
事实上，洪特规则和泡利原理共同确定了电子在原子中的轨道填充顺序和自旋排布。
例如，按照洪特规则，当填充能量最低级别的s轨道时，电子会尽可能地均匀地占据不同的状态，并使它们的自旋方向相同。
这一规则可以解释为什么自旋相同的电子会在同一个原子轨道上存在，而不是全部分布在一个轨道上。
总之，泡利原理和洪特规则是描述电子在原子中分布的重要原理。
它们不仅有助于我们理解原子的电子结构，还为解释和预测原子间化学反应的机理提供了基础。
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。
原子核外电子排布的三个原则
原子处于基态时,其核外电子的排布遵循三条重要原则:
(1)泡利不相容原理(:一个原子轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子,或者在一个原子中不可能存在4个量子数完全相同的两个电子;
(2)能量最低原理:在不违背泡利原理的条件下,电子优先占据能量较低的原子轨道,即电子按低能轨道顺序向高能轨道逐一填充,使整个原子体系能量处于最低状态;
(3)洪特规则:在能量相等(等价)的轨道上电子尽可能以相同的自旋方向分占不同的轨道;当等价轨道上电子处于全充满、半充满时,原子能量较低,比较稳定。
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）↑ ↓
【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。
核外电子排布规律总结归纳
精心整理原子核外电子排布规律①能量最低原理:电子层划分为K<L<M<O<P<Q,对应电子层能量增大;原子核外电子排布按照能量较低者低优先排布原则.②每个电子层最多只能容纳2n2个电子。
③最外层最多只能容纳8个电子（K层为最外层时不能超过2个）次外层最多只能容纳18个电子（K层为次外层时不能超过2个倒数第三层最多只能容纳32个电子注意：多条规律必须同时兼顾。
简单例子的结构特点:(1)离子的电子排布:主族元素阳离子跟上一周期稀有气体的电子层排布相同,如钠离子、镁离子、铝离子和氖的核外电子排布是相同的。
阴离子更同一周期稀有气体的电子排布相同：负氧离子，氟离子和氖的核外电子排布是相同的。
（2）等电子粒子（注意主要元素在周期表中的相对位置）①10电子粒子:CH4、N-3、NH-2、NH3、NH+4、O-2、OH-、H2O、H3O+、F-、HF、Ne、Na+、Mg+2、Al+3等。
②18电子粒子：SiH4、P-3、PH3、S-2、HS-、H2S、Cl-、HCl、Ar、K+、Ca+2、PH+4等。
特殊情况：F2、H2O2、C2H6、CH3OH③核外电子总数及质子总数均相同的阳离子有：Na+、NH+4、H3O+等；阴离子有：F-、OH-、NH-2；HS-、Cl-等。
前18号元素原子结构的特殊性：（1）原子核中无中子的原子：11H（2）最外层有1个电子的元素：H、Li、Na；最外层有2个电子的元素:Be、Mg、He（3）最外层电子总数等于次外层电子数的元素：Be、Ar（4）最外层电子数等于次外层电子数2倍的元素：C；是次外层电子数3倍的元素：O；是次外层电子数4倍的元素：Ne（5）最外层电子数是内层电子数一半的元素:Li、P（6）电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al（7）电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be（8）次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si元素周期表的规律：（1）最外层电子数大于或等于3而又小于8的元素一定是主族元素，最外层电子数为1或2的元素可能是主族、副族或0族元素，最外层电子数为8的元素是稀有气体（He例外）（2）在元素周期表中，同周期的ⅡA、ⅢA族元素的原子序数差别有：①第2、3周期（短周期）元素原子序数都相差1；②第4、5周期相差11；③第6、7周期相差25（3）同主族、邻周期元素的原子序数差①位于过渡元素左侧的主族元素，即ⅠA、ⅡA族，同主族、邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期所含元素总数；相差的数分别为2,8,8,18,18,32②位于过渡元素左侧的主族元素，即ⅢA～ⅦA族，同主族、邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期所含元素种数。
第一章 第一节 第3课时 泡利原理、洪特规则、能量最低原理- 2024版化学高三总复习练习笔记
第3课时泡利原理、洪特规则、能量最低原理[核心素养发展目标] 1.能从原子微观层面理解原子的组成、结构等；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。
2.能根据核外电子的表示方法，推导出对应的原子或离子。
一、原子核外电子的排布规则1．电子自旋与泡利原理(1)电子自旋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，常用上下箭头(↑和↓)表示自旋相反的电子。
(2)泡利原理在一个原子轨道里，最多只容纳____个电子，它们的自旋________。
2．电子排布的轨道表示式(1)轨道表示式用方框(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(或称未成对电子)。
(2)表示方法以铝原子为例，轨道表示式中各符号、数字的意义如下所示：回答下列问题：①在铝原子中，有____个电子对，____个单电子；②在铝原子中，有______种空间运动状态，____种电子运动状态。
3．洪特规则(1)内容：基态原子中，填入________的电子总是先单独分占，且自旋平行。
(2)特例在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__________的能量和________的稳定性。
相对稳定的状态⎩⎪⎨⎪⎧全充满：p 6、d 10、f 14全空：p 0、d 0、f 0半充满：p 3、d 5、f 7如24Cr 的电子排布式为________________，为半充满状态，易错写为1s 22s 22p 63s 23p 63d 44s 2。
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____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____________、________和________三个因素共同决定。
1．下列轨道表示式中哪个是氧的基态原子？为什么？A.B.C.2．指出下列核外电子排布的轨道表示式的书写分别违背了什么原则？ ①2p 轨道上有3个电子的原子： ②2p 轨道上有2个电子的原子：③基态P 原子：1s 22s 22p 63s 23p 2x 3p 1z④4s 轨道上有2个电子的原子：⑤3d 轨道上有8个电子的原子：注意 书写轨道表示式时，常出现的错误及正确书写1．下列轨道表示式能表示基态硫原子最外层结构的是()A.B.C.D.2．(1)下列是一些原子的2p能级和3d能级电子排布的情况。
核外电子的排布规律
核外电子的排布规律之一首先，各电子层最多容纳的电子数目是2n2。
其次，最外层电子数目不超过8个（K层为最外层时不超过2个）。
第三，次外层电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不超过32个。
核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层里，然后再由里往外依次排布在能量逐步升高的电子层里。
以上几点是互相联系的，不能孤立地理解。
核外电子的排布规律之二核外电子排布遵循泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则。
能量最低原理就是在不违背泡利不相容原理的前提下，核外电子总是尽先占有能量最低的轨道，只有当能量最低的轨道占满后，电子才依次进入能量较高的轨道。
也就是尽可能使体系能量最低。
洪特规则是在等价轨道（相同电子层、电子亚层上的各个轨道）上排布的电子将尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同。
后来量子力学证明，电子这样排布可使能量最低，所以洪特规则可以包括在能量最低原理中，作为能量最低原理的一个补充。
在同一个原子中，离核越近、n越小的电子层能量越低。
在同一电子层中，各亚层的能量按s、p、d、f的次序增高的。
因此，E1s＜E2s＜E3s……；E4s＜E4p ＜E4d……。
在多电子的原子里的各个电子之间存在相互作用，研究某个外层电子的运动状态时，必须同时考虑到核及其它电子对它的作用。
由于其它电子的存在，往往减弱了原子核对外层电子的作用力，从而使多电子原子的电子能级产生交错现象核外电子的排布规律之三（1）泡利不相容原理泡利不相容原理是奥地利物理学家泡利提出来的。
他指出，在同一个原子中，不可能有运动状态完全相同的两个电子存在。
或者说，运动状态完全相同的电子在同一原子里是不能并存的、是互不相容的。
如果同一原子中的电子前三种运动状态完全一样，那么处于同一轨道上的电子其第四种运动状态——自旋方向必然不同。
由此，可以推论：同一原子中每一个轨道上只能容纳两个自旋方向相反的电子。
根据泡利不相容原理可推算出各个电子层可能容纳的电子数为2n2个。
洪特规则和泡利不相容原理
洪特规则和泡利不相容原理
洪特规则和泡利不相容原理是量子力学中非常基本的两个概念。
这两个概念构成了原子中电子的行为的核心，对于理解原子的结构、元素周期表等都具有重要的意义。
洪特规则是指，当电子从一个能量较高的原子轨道跃迁到另一个能量较低的原子轨道时，如果这两个轨道的角量子数$L$和自旋量子数$S$相同，那么电子的跃迁会更加顺畅，这就是洪特规则。
用数学语言表达，就是当两个轨道的$L$和$S$相同时，跃迁的概率更大。
洪特规则的实际意义是，当电子从高能级跃迁到低能级时，会发出光子，这个光子的频率和能量是由电子能量的差异决定的。
如果电子跃迁更加顺畅，那么这个光子的频率和能量就更容易确定，因为这个跃迁的概率更大。
泡利不相容原理是指，任何一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，并且这两个电子的自旋量子数必须不同。
用一点更加具体的语言来描述，就是任何一个原子轨道中最多只能容纳一个电子的自旋向上，和一个电子的自旋向下。
泡利不相容原理的实际意义是，它保证了原子轨道中的电子不能全部具有相同的自旋方向，这样就避免了相同自旋电子之间产生的静电斥力，从而更加稳定了原子。
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。
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量子力学中的两个重要概念，它们分别描述了自旋相同的费米子和玻色子的行为规律。
泡利原理和洪特规则在理解原子结构、分子能级和固体电子结构等方面有着重要的应用，对于深入理解微观世界的物理现象具有重要意义。
首先，让我们来了解一下泡利原理。
泡利原理是由意大利物理学家泡利在1925年提出的，它描述了自旋相同的费米子（如电子、质子、中子等）不能占据相同的量子态。
换句话说，如果一个量子态已经被一个费米子占据了，那么另外一个自旋相同的费米子就不能再占据这个量子态。
这一原理的提出对于解释原子内部的电子排布和化学键的形成具有重要的意义，也为我们理解化学反应提供了重要的理论基础。
接下来，让我们来了解洪特规则。
洪特规则是由荷兰物理学家洪特在1927年提出的，它描述了玻色子（如光子、声子等）的行为规律。
根据洪特规则，玻色子可以占据相同的量子态，这意味着多个玻色子可以同时处于同一个量子态。
这一规则在描述玻色子的统计行为和凝聚态物理中有着重要的应用，例如在描述玻色爱因斯坦凝聚和超流体等现象时起到了关键作用。
泡利原理和洪特规则的提出，揭示了微观粒子的统计行为和量子态的占据规律，为我们理解原子、分子和固体的性质提供了重要的理论基础。
在实际应用中，泡利原理和洪特规则被广泛应用于材料科学、化学、凝聚态物理等领域，帮助科学家们解释和预测物质的性质和行为。
总的来说，泡利原理和洪特规则是量子力学中的两个重要概念，它们分别描述了费米子和玻色子的统计行为规律。
这两个规则的提出，为我们理解微观世界的物理现象提供了重要的理论基础，对于解释原子结构、分子能级和固体电子结构等方面具有重要的意义。
希望本文的介绍能够帮助读者更好地理解泡利原理和洪特规则，对于量子力学的学习和研究有所帮助。
泡利原理洪特规则
泡利原理洪特规则泡利原理和洪特规则是量子力学中的两个重要概念。
它们描述了电子在原子中的排布和能级分布的规则。
在本文中，我将详细介绍泡利原理和洪特规则，并讨论它们的应用和重要性。
泡利原理是由奥地利物理学家沃尔夫冈·泡利于1925年提出的。
该原理指出，任何一个原子中的多电子系统，必须满足每个电子的四个量子数在一个能级上的取值不能完全相同。
这个原理说明了电子的全同性，即电子是无区别的，必须用不同的量子数来描述。
泡利原理的关键是考虑了包含自旋量子数的四个量子数：主量子数（n），角量子数（l），磁量子数（m）和自旋量子数（s）。
主量子数指示了电子的主量子能级，角量子数指示了电子轨道的形状，磁量子数指示了电子在空间中的取向，而自旋量子数指示了电子自旋的方向。
按照泡利原理，每个能级中只能有两个电子，一个自旋向上（+1/2）的电子和一个自旋向下（-1/2）的电子。
这意味着即使其他三个量子数完全相同，电子的自旋量子数也会区分它们。
通过泡利原理，我们可以解释为什么原子电子排布在能级上呈现出稳定的规律。
例如，对于碳原子，它有六个电子。
按照泡利原理，我们可以知道碳原子的1s、2s和2p轨道上，分别有一个自旋向上的电子和一个自旋向下的电子。
这种排布符合泡利原理，使得碳原子更加稳定。
洪特规则是由美国物理学家道格拉斯·洪特于1929年提出的。
该规则描述了原子中不同能级和子能级之间电子的填充顺序。
洪特规则给出了能级和子能级填充的优先顺序，也称为"Aufbau"原则。
根据洪特规则，电子在填充能级时，首先填充最低能量的轨道。
具体来说，首先填充低主量子数（n）和低角量子数（l）的轨道。
当这些轨道已满时，电子会填充主量子数（n）增加一个单位的轨道。
也就是说，根据洪特规则，电子会按照能量递增的顺序填充轨道，直到所有的电子都被放置在适当的轨道中。
这种填充顺序是按照轨道的能量来确定的。
洪特规则给出的填充顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p等。
泡利原理和洪特原则内容
拉泡利原理和洪特原则是一种重要而强大的科学原理，是现代物理学和化学领域的基础。
拉泡利原理是指在受物理影响的情况下，一系列邻近分子和原子之间会存在相互作用力，从而影响化学反应结果。
洪特原则则指对于每一对近似相对移动的电子，保守系统的动能和势能总是等值的。
拉泡利原理的发现是物理学家尼古拉·拉泡利博士的功劳，他是18第一家建立原子结构理论的物理学家，徒步攀登了物质这座大山的一座座高峰。
他通过研究当一个化学元素被物理影响时，其原子结构会随之改变，而其他原子和分子则会受到相应的变化和影响。
他指出，一些有机分子结构的变化是由于原子间的相互作用力引起的，而这种相互作用力被称为拉泡利力。
他的理论不仅提供了解释有机分子结构的工具，同时也更客观地解释了化学反应的原因。
洪特原则的发现是英国科学家兼医学家艾格尼斯·洪特博士的功劳，他是20世纪初著名的物理学家和化学家，拥有海量的学术论文和专著。
他曾在19第一张《物理学原理》中提出，在所有可能状态下，正反电子在相对移动时，动能和势能永远是等值的，因此存在着一个统一的原理——洪特原则，用于解释物理学和化学领域的不同现象。
以上是拉泡利原理和洪特原则的内容，它们是科学领域有重要意义的原理，是经典物理学和化学理论体系的基石。
这些原理不仅决定着原子结构的变化，更是激发了许多国际重大科学领域的研究，如星系大爆炸理论、量子物理学等，为物理学和化学学科的发展做出了重要贡献。
第一节 第3课时 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[核心素养发展目标] 1.能从原子微观层面理解原子的组成、结构等。
能根据核外电子的三条规则熟知核外电子排布的表示方法。
2.能根据核外电子的表示方法，推导出对应的原子或离子。
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)在轨道表示式中，用方框(也可用圆圈)表示原子轨道。
O 的轨道表示式如下：O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(或未成对电子)：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个电子对，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。
3．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。
(2)特例在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大的稳定性。
相对稳定的状态⎩⎪⎨⎪⎧全充满：p 6、d 10、f 14全空：p 0、d 0、f 0半充满：p 3、d 5、f 7如24Cr 的电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 54s 1，为半充满状态，易错写为1s 22s 22p 63s 23p 63d 44s 2。
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。
1．下列轨道表示式中哪个是氧的基态原子？为什么？提示A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。
2．为什么基态氦原子的电子排布式是1s2而不是1s12s1?提示氦原子核外有2个电子，根据能量最低原理和泡利原理，基态氦原子的2个电子以自旋相反的形式填充在能量最低的1s轨道中，且1s轨道和2s轨道能量相差较大，所以基态氦原子不会出现2个电子单独分占1s、2s轨道的情况。
第一章 第4课时 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
电子对
单电子 （未成对电子）
箭头同向的 单电子称自 旋平行
01
泡利原理、洪特规则、能量最低原理
一、电子自旋与泡利原理
3.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， 如氧的基态原子的轨道表示式如下：
思考：氧的基态原子的轨道表示式是否有其他的画法？
01
泡利原理、洪特规则、能量最低原理
例3.按要求完成下列填空： (1)11Na的电子排布式为_1_s_2_2_s_22_p_6_3_s_1_； (2)20Ca的价层电子排布式为__4_s2_； (3)35Br－的离子结构示意图为__________； (4)8O的轨道表示式为__________________________； (5)9F的价层轨道表示式为____________________。
实际上，整个原子的能量是由核电荷数、电子数和电子状态三 个因素共同决定。 当相邻能级能量差别不大时，有1-2个电子填入能量稍高的能级 可能反而降低电子排斥能，进而使原子整体能量最低。
01
泡利原理、洪特规则、能量最低原理
三、能量最低原理
2.洪特规则的特例
当简并轨道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高的 稳定性，这就是洪特规则的特例。
二、洪特规则
1.内容
1925年，洪特在诠释复杂原子光谱时，得出了判断基态原子光 谱项三条经验规律，后人归并简化成一条：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，称为洪特规则。
如图所示的两种氧原子的轨道表示式违背了洪特规则，因而是 错误的。
01
泡利原理、洪特规则、能量最低原理
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跃迁时
( B、C )
A. 产生的光谱为吸收光谱
B. 产生的光谱为发射光谱
C. 产生的光谱线的条数可能是2 条
D. 电子的势能将升高.
原子核外电子是如何运动的呢？
玻尔的行星模型
教材第10页
宏观物体、电子运动的比较
氢
原
宏观物 微观粒子
体
（电子）
微 观
子 电
质 量
很大
很小
粒 子
子 运
速
很大
动
度 较小 （接近光速）
由内到外，能量逐渐升高
能级数 能层
7 Q七 6 P六 5 O五 4 N四 3 M三 2 L二 1 K一
构造原理
四、能量最低原理、基态、激发态、光谱
生活中的光现象
1、能量最低
阅读教材7-8页
原理:
原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子
的能量处于最低状态
吸收能量
基态原子
激发态原子
（低能）
能量释放
（高能）
光（辐射） 电子释放能量的重要形式之一
原子光谱
应用：
光谱分析
---发现新元素 ---鉴定元素
2、原子光 谱：
不同元素的原子发生跃迁时会吸收或 释放不同的光，可以用光谱摄取各种元素 的电子的吸收光谱或发射光谱的总称。
锂、氦、汞的发射与吸收光谱
应用反馈
1、同一原子的基态和激发态相比较 （ B、C ） A、基态时的能量比激发态时高 B、基态时比较稳定 C、基态时的能量比激发态时低 D、激发态时比较稳定
24Cr [Ar]3d54s1
问题解决
能量最低原理
整个原子处于能量最低 状态
即电子在原子轨道中的填充顺序，并不是 原子轨道能级高低的顺序，填充次序遵循 的原则是使原子的总能量保持最低。
原子处在基态时，电子排布遵循3原则：
1、泡利不相容原理 1个轨道最多容纳2个电子，而且自旋方向
相反。用箭头“↑↓”表示。
2、能量最低原理 在不违背Pauli原理的条件下，电子优先
发现问题
能 级符 号 轨道数 最多容纳电子数
spd f 13 5 7 2 6 10 14
解决问题
核外电子在同一能级上排布时所遵循的规律 1、泡 利 原 理
1个轨道最多容纳2个电子，而且自旋 方向相反。用箭头“↑↓”表示。
2、洪 特 规 则 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 向相同。（出现全充满、半充满、全空时 能量最低。）
电子在原子核外出现的概率密度分布， 电子云是核外电子运动状态的形象化描 述。
问题探究
3、电子云图：
思考:
电子云图中小黑点及其 小黑点疏密的含义？
小黑点表示电子在此 处出现过一次，小黑 点的疏密程度表示电 子在原子核外出现的 概率的大小
你理解了吗？
1．以下对核外电子运动状况的描述正确的是
（D ）
A、电子的运动与行星相似，围绕原子核在 固定的轨道上高速旋转 B、电子云就是高速运动的电子所分散的云。 C、电子云图中的小黑点的多少表示电子个数 的多少 D、电子云图中的小黑点的疏密表示电子在核 外空间出现机会的多少
位 移 可测 位移、能量
能 量 可测
不可同时测 定
宏 观
轨 可描述
迹
（画图或 函数描述）
物 体
我知道了
不能确定一定状态的核外电子 在某一时刻处于核外空间某处， 只能确定它在核外各处出现的 概率。
发现问题
原子核外电子是如何运动的呢?
五、电子云与原子轨道
1、现代量子力学的描述：不可能像描 述宏观物体那样，确定一定状态的核外 电子在某个时刻处于原子核外空间何处， 而只能确定它在原子核外各处出现的概 率。 2、电子云：
2、生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁
有关的是
（B ）
A、钢铁长期使用后生锈
B、节日里燃放的焰火
C、金属导线可以导电
D、卫生丸久置后消失
应用反馈
3、比较多电子原子中电子能量大小的依据是 （ C） A．元素原子的核电荷数 B．原子核外电子的多少 C．电子离原子核的远近 D．原子核外电子的大小
4、当氢原子中的电子从2p能级，向其他低能量能级
层 类型
数目
电子数
3 3S，3P， 1+3+5
18
3d
理解各能层、各能级包含的原子轨道数目
科 学 探 究（第二周期元素原子的轨道框内表明基态原子核外电子分布 的式子称为轨道表示式。
总 结 1、每个轨道最多容纳2个电子，即电子对。
用方向相反的箭头“↑↓”表示。 2、当电子排布在同一能级时，总是优先单 独占据不同的轨道而且自旋方向相同。
问题解决
洪特（Hund）规则
电子分布到能量相同的等价轨道时， 总是尽先单独占据一个轨道，并且自旋 相同的方向。 例: N
2p
2s 1s
问题解决
作为洪特规则的特例，等价轨道： 全充满 p6、 d10、 f14 半充满 p3、 d5、 f7 全 空 p0、 d0、 f0 的结构状态比较稳定
例：19K 1s22s22p63s23p64s1 或 [Ar]4s1
你理解原子轨道了吗？
甲同学说：S电子绕核运动，其轨道
为一圆圈，而P电子走∞形。
这种说法对吗？ 不对。
因为电子运动并无固定轨迹。
理解原子轨道的含义——电子云轮廓图 (电子云的概率分布)
你理解原子轨道了吗？
乙同学说：M能层上有3s、3p、3d 三条轨道。这种说法对吗？ 不对。
电子 原子轨道 原子轨道 可容纳的
第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构 (第二课时)
原子结构
一、能层与能级 二、构 造 原 理 三、原子基态、激发态、光谱 四、电子云、原子轨道、泡利原理 及洪特规则
上节课我们学习了什么？
核外电子的排布
核外电子分层排布
电子按能量高低在核外分层排布(K<L<M<N)。
1234567 K LMNOP Q
问题探究
4、原子轨道（常把电子 出现的概率约为90%的 空间圈出来。人们把这种 电子云轮廓图称为原子轨 道。） （1） S能级
只有1个轨道 1s 、2s 、3s 、4s……电子的能量依次增 高、电子在离核更远的区域出现的概率逐 渐增大，所以原子轨道的半径增大
ns能级的原子轨道
球形
11s
2s1
3s1
上图中,表示1S、2S、3S电子云的分别是哪幅？
①能层序数n越大，轨道半径越大。
②nS有一个轨道
（2）nP能级的原子轨道
纺
锤
形
Px
Py
Pz
①nP有三个原子轨道，相互垂直 ②同一能层，轨道能量 Px=Py=Pz ③半径随n值增大
量子力学告诉我们： nS能级各有1个轨道 nP能级各有3个轨道 nd能级各有5个轨道 nf能级各有7个轨道 ……