泡利原理 洪特规则

A ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
1S 2S
2P
B
↑↓
↑
↑↓ ↑↓ ↑
1S 2S
2P
C ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↓ ↑
1S 2S
2P
D ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑
1S 2S
2P
这节课我们重点学习了什么？ —核外电子的运动及其描述
能量最低原理
核 外
排 遵循 布
泡利原理
电
洪特规则
子
运 描述 电子云
动
原子轨道
练习一
下列说法中正确的是（ A ）
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 ……
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
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）
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。）
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
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。
子，因此其（ D ）
A． 第三层上有4个电子 B．最高正价为+4 C．最高正价为+2 D．第二层没有未成对电子
应用反馈
练习 1、写出碳、磷、铜的电子排布式及轨道式。 2、见讲义
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表示式） （3）轨道表示式:将每一个原子轨道用一个方 框表示，在方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。
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
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
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
A、处于最低能量的原子叫基态原子 B、3P2表示3P能级有两个轨道 C、同一原子中，1S、2S、3S电子的 能量逐渐降低 D、同一原子中，2P、3P、4P能级的 轨道数依次增多
练习二
下列电子层中，原子轨道的数目为4 的是 （ B ）
A、K 层
B、L层
C、M层
D、N层
练习三
3、某元素的3P能级上有两个未成对电
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
以下电子排布式能表示基态原子的是（D）
激 A．1s22s22p63s13p3 发 B．1s22s23s1 态
你理解原子轨道了吗？
甲同学说：S电子绕核运动，其轨道
Fra Baidu bibliotek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
2、能量最低原理 在不违背Pauli原理的条件下，电子优先
占据能量较低的原子轨道，使整个原子体系能 量处于最低。
3、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。）
下列各轨道表示式能准确表示基态氧
原子的核外电子排布的是（ D ）
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：
C．1s22s22p63s23p63d24s1 D．1s22s22p63s23p63d104s2 4p1
碳原子的基态价电子排布为：2s22p2 其中一激发态电子排布为2s12p3
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