能量最低原理电子云原子轨道
能层、能级、电子云与原子轨道fyp
半充满（p3，d5，f7）
1.写出24Cr 、29Cu的电子排布式和 轨道表示式
2.某元素的原子，3p能级有两个未 成对电子，则该原子可能是？
能层、能级、电子云与原子轨道fyp
4、以下是表示铁原子的3种不同化学用语。 铁原子结构示意图
铁原子电子排布式 1s22s22p63s23p63d64s2
3d
d轨道电子分布和自旋情况正确的是（BDF）
能层、能级、电子云与原子轨道fyp
课堂练习
用轨道表示式表示出铁原 子的核外电子排布
泡利原理
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
洪特规则
能量最低原理
能层、能级、电子云与原子轨道fyp
画出24Cr 的轨道排布式
↑↑ ↑ ↑ ↑
铁原子电子排布图 4S 3P
（轨道表示式） 3S
2P 2S 1S
能层、能级、电子云与原子轨道fyp
思考：写出Ne原子的轨道表示式 1s 2s 2p
那么O原子的轨道表示式 怎么写呢？
1s 2s 2p
能层、能级、电子云与原子轨道fyp
3.当碳原子的核外电子排布由
转变为
时，下列说法正确的是：
AC
A.碳原子由基态变为激发态
核电荷数=核内质子数=核外电子数 质量数=质子数+中子数
能层、能级、电子云与原子轨道fyp
核外电子的分层排布规律:
（1）先排能量低的电子层，由里往外再排能 量高的电子层。
（2）每一层最多容纳电子数：2n2个。
（3）最外层电子数不超过8个（K层为最外层 时不超过2个）。 （4）次外层电子数不超过18个，倒数第三层 不超过32个。
第1章第1节 原子结构(第2课时 电子云与原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理)(学生版)
《2021-2022学年高二化学同步精品学案（新人教版选择性必修2）》第一章原子结构与性质第一节原子结构第2课时电子云与原子轨道泡利原理、洪特规则、能量最低原理四．电子云与原子轨道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。
，注：(1)同一能层中，p能级的原子轨道空间伸展方向不同但原子轨道的能量相同；(2)人们把同一能级的几个能量相同的原子轨道称为简并轨道。
【思考讨论】分析同一原子的s电子的电子云轮廓图，请解释为什么同一原子的能层越高，s电子云半径越大？同一原子的s电子的电子云轮廓图【回顾与展望】各能级所含有原子轨道数目能级符号 n s n p n d n f 最多电子数 能级轨道数目能层轨道数目电子层为n 的状态含有 个原子轨道。
五、泡利原理、洪特规则、能量最低原理：基态电子排布遵循的三个原理1、电子的运动状态⎩⎪⎨⎪⎧空间运动状态：一个空间运动状态即一个原子轨道自旋状态：一个原子轨道内的两个电子有顺时针和逆时针两种取向【深刻理解】电子自旋（1）内在属性：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）两种取向：电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称 ； （3）表示方法：常用上下箭头(↑和↓)表示自旋相反的电子。
2、轨道表示式（电子排布图）（1）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；（2）箭头表示一种自旋状态的电子，“↑↓”称 ，“↑”或“↓”称 (或称未成对电子)； （3）能直观反映出电子的排布情况及电子的自旋状态。
【资料卡片】常见原子的电子排布图原子类别 电子排布式电子排布图 氢原子 1s 1 1s↑ 氦原子1s 21s ↑↓ 氮原子 1s 22s 22p 31s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↑ ↑ ↑ 氧原子 1s 22s 22p 41s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↑↓ ↑ ↑ 钠原子1s 22s 22p 63s 11s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↑↓ ↑↓ ↑↓ 3s ↑〔思考讨论〕（1）在钠原子中，有 种空间运动状态，有 种运动状态不同的电子。
能层、能级、电子云与原子轨道
1.写出24Cr 、29Cu的电子排布式和 轨道表示式
2.某元素的原子，3p能级有两个未 成对电子，则该原子可能是？
4、以下是表示铁原子的3种不同化学用语。 铁原子结构示意图
铁原子电子排布式 铁原子电子排布图 （轨道表示式） 1s22s22p63s23p63d64s2
3d 4S 3P 3S
2P 2S
离核近
能量 低
能级：(电子亚层）
在多电子原子中，同一能层的 电子的能量也可能不同，可以 将它们分为不同的能级． （s、p、d、f)
2.各能层所包含的能级类型及各 能层、能级最多容纳的电子数
能层(n) 一 符号 K 二 L 三 M 四 N 五六七 O P Q
·· 能级(l) 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f ·· ·· ·· 最多容 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 ·· 纳的电 ·· 能级数 = 能层序数 子数 2
个电子
一个原子轨道最多容纳
四 核外电子排布规则
1.最低能量原理──电 子在原子轨道上的排 布，要尽可能使电子 的能量最低。
★核外电子排布规则:
1.能量最低原理
原子的电子排布遵循构造原理使整个原子的
能量处于最低状态
2.泡利不相容原理
一个原子轨道最多容 纳2个电子，而且自旋 方向相反。 ↑↓
3.洪特规则
P能级的原子轨道
z
z
z
y x
x
y
x
y
* P能级的原子轨道是 哑铃型的,每个P能级有 3个原子轨道,它们相互 垂直,分别以Px,Py,PZ 表示. 这三个轨道的能 量相等
d能级的原子轨道
d能级的原子轨道有 个 5.
能级与原子轨道数和容纳电子数的关系
选修三第一节——能量最低原理、电子云与原子轨道、泡利原理、洪特规则
电子排布图
当同一能级上的电子排布为全充满(p6、
d10、f14)半充满(p3、d5、f7)或全空状态(p0、 d0、f0)时，具有较低的能量和较大的稳定性， 这称为洪特规则的特例。
回顾：构造原理能级顺序图
构造原理中排布顺序的实质: 各能级的能量高低顺序。
六.能量最低原理、基态与激发态、光谱 1.能量最低原理 原子的核外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，简称能 量最低原理。
2．基态与激发态 基态：处于最低能量的原子叫做基态原子。 激发态：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。 基态原子 激发态原子
相同点：线状，不连续
焰色反应
焰火表演
宏观、微观运动的不同
宏观物体 微观粒子
质量
速度 位移 能量 轨迹
很大
较小 可测
很小
很大（接近光 速）
位移、能量 不可同时测定 可测 可描述
（画图或函 数描述）
不可确定
核外电子运动的特征
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： • 核外电子质量小，运动空间小，运动速率大。 • 无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。 • 无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指出 其在核外空间某处出现的机会的多少。
七.电子云与原子轨道
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。 小黑点不代表电子，电子云实际是不存在 的。
z
z
z
y x
x
y
x
y
np能级有3个原子轨道 名称为npx、npy、npz
nd能级有5个原子轨道
【课件】电子云与原子轨道泡利原理、洪特规则、能量最低原理课件高二化学人教版(2019)选择性必修2
原子核外电子的运动状态是怎么样的呢？
1913年，波尔提出氢原子模型，电子在线性 轨道上绕核运行
1926年，玻尔建立的线性轨道模型被量子力学 推翻。
量子力学指出，一定空间运动状态的电子并 不在玻尔假定的线性轨道上运行，而在核外空 间各处都可能出现，但出现的概率不同，可以 算出它们的概率密度(ρ)分布。
3．不同能层的能级、原子轨道
能层 能级
原子 轨道数
原子轨 道名称
K L M
N ……
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f ……
1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 ……
1s
2s 2p x 、2p y、2p z
3s 3p x 、3p y、3p z
……①
4s 4p x 、4p y、4p z
即每个电子的运动状态都不相同(要么不同轨道，要么自旋方向不同) ➢有几个原子轨道就有几个空间运动状态 ➢ 有几个电子就有几种运动状态
自学检测
2min
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)当电子排布在同一能级的不同轨道时，电子总是先占满 1 个
× 轨道，然后再占据其他原子轨道。先单独分占，且自旋平行。( )
(2)126C 的电子排布式 1s22s22p2x违反了洪特规则。
( √)
(3)
违背了泡利原理。洪特规则
( ×)
(4)在 d 轨道中电子排布成 遵循的是洪特规则。
题组 1 认识理解电子云 1．图 1 和图 2 分别是 1s 电子的概率密度分布图和原子轨道图。
下列有关说法正确的是( C )
图1
图2
A．图1中的每个小点表示1个电子
B．图2 表示1s电子只能在球体内出现 球体内90%，球体外10%
第2课时 能量最低原理 电子云与原子轨道
第2课时能量最低原理电子云与原子轨道1．了解能量最低原理，知道基态与激发态。
2．知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁产生原子光谱。
3．了解原子核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道，掌握泡利原理和洪特规则。
(重难点)[基础·初探]1．能量最低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，简称能量最低原理。
2．基态原子与激发态原子(1)基态原子：处于最低能量的原子。
(2)激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁到较高能级，变成激发态原子。
(3)基态、激发态相互转化的能量变化3．光谱与光谱分析(1)光谱形成原因不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光。
(2)光谱分类(3)光谱分析在现代化学中，利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素的分析方法。
[探究·升华][思考探究](1)在国庆节、元旦、春节，我们经常放焰火来庆祝，请你思考这与原子结构有什么关系呢？【提示】这与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。
(2)对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。
产生这一现象的主要原因是什么？【提示】在电流作用下，基态氖原子的电子吸收能量跃迁到较高的能级，变为激发态原子，这一过程要吸收能量，不会发出红色光；而电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态原子时，将释放能量，从而产生红光。
[认知升华]1．光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。
电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将以光的形式释放能量。
2．日常生活中看到的灯光、激光、焰火等可见光，都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。
[题组·冲关]题组1基态、激发态1．下列关于同一原子中的基态和激发态说法中，正确的是()A．基态时的能量比激发态时高B．激发态时比较稳定C．由基态转化为激发态过程中吸收能量D．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱【解析】激发态时能量较高，较不稳定，A、B不正确。
第02讲 电子云与原子轨道 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 (学生版)
第02讲电子云与原子轨道泡利原理、洪特规则、能量最低原理考点导航知识精讲知识点一：一、电子云与原子轨道1．电子云由于核外电子的看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。
2．电子云轮廓图为了表示电子云轮廓的形状，对核外电子的有一个形象化的简便描述。
把电子在原子核外空间出现概率P＝的空间圈出来，即电子云轮廓图。
3．原子轨道(1)定义：量子力学把电子在原子核外的称为一个原子轨道。
(2)形状①s电子的原子轨道呈形，能层序数越大，原子轨道的半径越。
②除s电子云外，其他电子云轮廓图都不是球形的。
例如，p电子云轮廓图是呈状的。
(3)各能级所含有原子轨道数目能级符号n s n p n d n f轨道数目微点拨原子轨道与能层序数的关系①不同能层的同种能级的原子轨道形状相同，只是半径不同。
能层序数n越大，原子轨道的半径越大。
如：同一原子的s电子的电子云轮廓图②s能级只有1个原子轨道。
p能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别以p x、p y、p z表示。
在同一能层中p x、p y、p z的能量相同。
【即学即练1】1．以下关于原子核外电子的叙述正确的是A．在同一原子轨道上的不同电子的电子云是相同的B．电子云的小黑点表示电子曾在该处出现过一次C．所有原子的电子云都是球形的D．原子核外电子的运动无法作规律性描述2．下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是A．s、p、d能级所含原子轨道数分别为1，3，5B．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能级原子轨道数也增多D．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3．下列关于电子云和原子轨道的说法中正确的是A．电子云图中一个小点表示1个自由运动的电子B．s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动C．电子云图中的小点密度大，说明该原子核外空间电子数目多D．ns能级的轨道呈球形，有无数对称轴4．下列说法正确的是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．s能级的电子云呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动C．p电子云轮廓图呈哑铃形，在空间有两个伸展方向D．2s轨道与1s轨道都是球形，但2s轨道的球形半径更大知识点二：二、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，电子自旋在空间有和两种取向，简称自旋相反，常用上下箭头(↑和↓)表示自旋相反的电子。
课时精讲03电子云原子轨道与能量最低原理泡利原理和洪特规则(学生版)
A．3d94s2B．3d44s2
C．3d104s0D．3d84s2
5．下列Si原子的价层电子排布图表示的状态中，能量最高的是()
A．
B． B．
C．
D．
6．下图是s能级和p能级的原子轨道图。
试回答下列问题：
(1)s电子的原子轨道呈形，每个s能级有个原子轨道；p电子的原子轨道呈形，每个p能级有个原子轨道。
【解题技法】
基态原子核外电子排布的表示方法
表示方法
以硫原子为例
电子排布式
1s22s22p63s23p4
简化电子排布式
[Ne]3s23p4
电子排布图
(或轨道表示式)
价层电子排布式
3s23p4
【对点训练3】
5．下列微粒的核外电子的表示方法中正确的是(深度解析)
A．碳原子轨道表示式为
B．P原子价层电子轨道表示式为
【例5】下列有关核外电子排布的表述正确的是()
A．基态碳原子最外层电子排布图为
B．基态铜原子的价层电子的轨道表示式为
C．基态Se原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4
D．F-的结构示意图为
【答案】C
【解析】基态碳原子的2s能级比2p能级能量低，先填满2s能级再填2p能级，正确的最外层电子排布图为 ，A错误；基态铜原子的价层电子轨道表示式为 ，B错误；基态Se的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4，C正确；F-的最外层电子数是8，D错误。
ⅤA族(ns2np3：N、P、As)
4．核外电子排布中，未成对电子数最多的元素
Cr(3d54s1，共有6个未成对电子)
六、价电子和价电子排布式
1．价电子：一般化学反应涉及原子外层轨道上的电子。
原子的基态与激发态、电子云与原子轨道
第2课时 原子的基态与激发态、电子云与原子轨道[目标定位] 1.知道原子的基态、激发态与光谱之间的关系。
2.了解核外电子运动、电子云轮廓图和核外电子运动的状态。
一、能量最低原理和原子的基态与激发态1．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，简称能量最低原理。
(1)处于最低能量的原子叫做基态原子。
(2)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。
(3)基态、激发态相互间转化的能量变化基态原子 吸收能量释放能量，主要形式为光激发态原子 2．不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，若用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，则可确立某种元素的原子，这些光谱总称原子光谱。
(1)玻尔原子结构模型证明氢原子光谱为线状光谱。
(2)氢原子光谱为线状光谱，多电子原子光谱比较复杂。
3．可见光，如灯光、霓虹灯光、激光、焰火……都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。
(1)基态原子电子按照构造原理排布(即电子优先排布在能量最低的能级里，然后依次排布在能量逐渐升高的能级里)，会使整个原子的能量处于最低状态，此时为基态原子。
(2)光谱分析不同元素的原子光谱都是特定的，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。
1．下列说法正确的是( )A ．自然界中的所有原子都处于基态B ．同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量C．无论原子种类是否相同，基态原子的能量总是低于激发态原子的能量D．激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出较强的还原性答案 B解析处于最低能量的原子叫做基态原子。
电子由较低能级向较高能级跃迁，叫激发。
激发态原子的能量只是比原来基态原子的能量高。
如果电子仅在内层激发，电子未获得足够的能量，不会失去。
2．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。
产生这一现象的主要原因是() A．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线C．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质D．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应答案 A解析解答该题的关键是明确基态原子与激发态原子的相互转化及其转化过程中的能量变化及现象。
狂做03 电子云与原子轨道 泡利原理与洪特规则 能量最低原理(解析版)
第一章原子结构与性质第一节原子结构狂做03 电子云与原子轨道泡利原理与洪特规则能量最低原理1．图①和图②分别是1s电子的概率密度分布图和电子云轮廓图。
下列认识正确的是( )A．图①中的每个小黑点表示1个电子B．图②表明1s电子云呈球形，有无数条对称轴C．图②表示1s电子只能在球体内出现D．不同能层的s电子云的半径相等【答案】B【分析】电子的概率密度分布图是用小黑点形象地描述电子在原子核外空间各处出现的概率；电子云轮廓图是按某一标准(如出现概率为90%)将空间圈出来形成的图形。
【详解】A．1s能级只有1个原子轨道，最多排2个电子，所以图①中的每个小黑点表示1个电子是错误的，小黑点的作用是通过其疏密来形象地描述电子在原子核外空间各处出现的概率，A选项错误；B．由图②可知，1s电子云轮廓图呈球形，球形对称图形有无数条对称轴，B选项正确；C．1s电子电子云轮廓图为球形，代表1s电子出现概率大的区域呈球形对称，但1s电子也可能在其它区域出现，只是出现的概率小，C选项错误；D．能层越大，s电子云的半径越大，D选项错误；答案选B。
【点睛】电子云中的小黑点：电子云中，小黑点不是电子本身。
电子云中的小黑点是电子在原子核外出现的概率密度的形象描述。
小黑点越密，表明概率密度越大。
2．描述硅原子核外电子运动说法错误的是A．有4种不同的伸展方向B．有14种不同运动状态的电子C．有5种不同能量的电子D．有5种不同的空间运动状态【答案】D【详解】A．Si原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p2，电子占据的是s、p能级，s能级有1个轨道，是球形，p能级有3个轨道，所以Si原子核外电子由4种不同的伸展方向，A正确；B．Si原子核外有14个电子，每个电子的运动状态都不相同，因此有14种不同运动状态的电子，B正确；C．根据核外电子的排布式可知，Si原子的核外电子占据5个能级，所以有5种不同能量的电子，C正确；D．s能级有1个轨道，p能级有3个轨道，Si原子的核外电子轨道数为8，因此有8种不同的空间运动状态，D错误；答案选D。
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
电子云与原子轨道 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 高二下学期化学人教版(2019)选择性必修2
提示
s、p能级分别有1、3个原子轨道，按照构造原理，核外电子填充在
6个轨道的元素为1s22s22p63s1(Na)和1s22s22p63s2(Mg)，共2种；填充在7个
轨道中的元素只有1s22s22p63s23p1(Al)一种元素。
[微自测]
2.下列说法正确的是（
C
）
A.不同的原子轨道形状一定不相同
Cu：1s22s22p63s23p63d94s2
22s22p63s23p63d54s1
Cr：1s
√
22s22p63s23p63d104s1
Cu：1s
√
③总结：洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子。
洪特规则适用于电子填入简并轨道，并不适用于电子填入能量不同的轨道。
3.能量最低原理
①含义：在构建基态原子时，电子将尽可能地先占据能量低的原子轨
道，使整个原子的能量最低。（构造原理）
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。
③注意：书写轨道表示式时，常出现的错误及正确书写
思考与讨论
P16
违反能量最低原理
违反泡利原理和洪特规则
19K
1s22s22p63s23p64s1
20Ca
1s22s22p63s23p64s2
3d能级的能量大于4s能级的能量
x
y
电子云轮廓图的绘制过程
球形轮廓图
【思考与讨论】你能发现什么规律？
1.所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是一个球形，只是球
的半径不同。
2.同一原子的能层越高，s电子云半径越大。由于电子能量依次增高，电子
在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展。
1.1.3电子云与原子轨道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选择性必修2
表1-2 不同能层的能级、原子轨道
能层
能级 原子轨道数 原子轨道名称
K
1s
1
1s
L
2s
1
2s
原子轨道的形状和取向
形状
取向
球形
球形
哑铃形 相互垂直
2p
M
3s
3p
N
3d
4s
......
4p
3 1
23ppxx、、323sppyy、、23ppzz
......
球形
哑铃形
......
相互垂直
......
3
4s
轨道最多 容纳电子数
2
原子轨道数 1
最多容纳
电子数
2
26 13
8
2 6 10 2 1351
18
6 10 14 357
32
26 13
50
每个原子轨道最多只能容纳 2 个电子，为什么呢？
1、电子自旋与泡利原理
填多少？
电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋 。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。
A.① B.①③
C.②④⑤ D.③④⑤
3、已知铝原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1 ，回答下
列问题： （1）核外电子的电子云形状有_2___种； 球形和哑铃形 （2）电子云有__4____种不同的伸展方向； （3）有_3___种不同的运动范围（区域）；能层 （4）有_5___种不同能量的电子； 能级 （5）有__1_3_种不同运动原状子态中的每电个子电；子的运动状态都是不同的！ （6）有__9__种不同空间运动状态的电子。 原子轨道
4、原子轨道 （1）定义：量子力学把电子在原子核外的一种空间运动状态称为一 个原子轨道。因此，常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道 的形状和取向。各能级的一个伸展方向的电子云轮廓图即表示一个原 子轨道。
新教材高中化学原子结构第二课时电子云与原子轨道泡利原理洪特规则能量最低原理课件人教版必修二
(2)原子轨道。 ①原子轨道:电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨 道。
②能级与原子轨道数目的关系。
能级符号 ns
np
nd
nf
轨道数目 1
3
5
7
【微思考1】电子云中的一个小黑点表示电子在该处出现过一次 吗? 提示:不是。电子云图中独立的小黑点没有意义,小黑点的密度才 有意义,小黑点的密度大小表示电子出现概率的大小。
能量最低,这就是能量最低原理。
【微思考2】对于多电子的基态原子,核外电子排布总是按照构造
原理,由低能级依次排列才能保证原子的能量最低吗? 提示:不是。如Cr、Cu的核外电子排布。
知识铺垫
必备知识
正误判断
1.在原子中第n能层,电子占有的轨道数最多为n2。 ( ) 2.同一原子中的npx与npy轨道形状相同,半径相同且在空间相互垂 直。( ) 3.电子云图中小黑点密度的大小可表示电子的多少。( ) 4.p轨道呈哑铃形,因此p轨道上的电子运动轨迹呈哑铃形。( )
③P: ④Cr:1s22s22p63s23p63d44s2 ⑤Fe:1s22s22p63s23p63d64s2 ⑥Mg2+:1s22s22p6
⑦C:
探究1
探究2
素养脉络
随堂检测
深化拓展 1.基态原子核外电子排布的规则 (1)核外电子排布所遵循的规律。 ①能量最低原理: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泡利原理:在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子且自旋相反。 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。
第二课时 电子云与原子轨道 泡利原理、洪特规则、 能量最低原理
素养 目标
1.通过原子核外电子运动的形象化表达,了解电子云和 原子轨道的概念,形成宏观辨识与微观探析的核心素养。 2.通过对核外电子排布规律的探究,了解泡利原理、洪 特规则、能量最低原理等,形成证据推理与模型认知的 核心素养。
1-1-2 电子云与原子轨道 泡利原理、洪特规则、能量最低原理(解析版)
第一章原子结构与性质第一节原子结构第二课时电子云与原子轨道泡利原理、洪特规则、能量最低原理【必备知识基础练】1.下列原子或离子核外电子排布式不属于基态排布的是()A．Na：1s22s22p53s2B．S2－：1s22s22p63s23p6C．N：1s22s22p3D．P：1s22s22p63s23p3【答案】A【解析】根据能量最低原理，基态Na原子的电子排布式应为1s22s22p63s1，故A项不是基态Na原子的电子排布式，故选A。
2.下列说法正确的是()A．每个能层s能级的原子轨道的形状均相同，能层序数越大，轨道半径越大，电子能量越高B．原子核外电子云是核外电子运动后留下的痕迹C．教材中说“核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云”，这说明原子核外电子云是实际存在的D．每个能层都有p能级，p能级都有3个原子轨道【答案】A【解析】s能级的原子轨道的形状都是球形的，且能层序数越大，轨道半径也越大，电子能量越高，A正确；电子云是用小点的疏密来表示空间电子出现的概率密度大小的一种图形，B错误；“核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云”，但电子云不是实际存在的，C错误；第一能层没有p能级，D错误。
3.将n d能级中的电子排布成,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.构造原理D.洪特规则【答案】D【解析】洪特规则表明,基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋方向相同。
4.下列说法中正确的是()A．1s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动B．基态氢原子的电子云是圆形的C．n s能级的原子轨道图可表示为D．3d3表示3d能级有3个原子轨道【答案】C【解析】电子云是用小点表示电子在原子核外空间出现的概率，小点不代表电子，小点的疏密表示电子出现概率的大小，A项错误；基态氢原子的电子云是球形而不是圆形的，B项错误；3d3表示第三能层d能级有3个电子，d能级有5个原子轨道，D项错误。
高中化学(二)能量最低原理 电子云与原子轨道3高中3化学试题
实蹲市安分阳光实验学校课时跟踪检测（二）能量最低原理电子云与原子轨道1.下列有关电子原子轨道的说法正确的是( )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.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能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层的增加，p能级原子轨道也增多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解析：选D A项，电子云只是一种对核外电子运动的“形象”描述；B项，核外电子并不像宏观物体的运动那样具有一的轨道；C项，p能级在任何能层均只有3个轨道。
2.当碳原子的核外电子排布由转变为时，下列说法正确的是( )①碳原子由基态变为激发态②碳原子由激发态变为基态③碳原子要从外界环境中吸收能量④碳原子要向外界环境中释放能量A.①② B．②③C.①③ D．②④解析：选C 核外电子排布由2s22p2转变为2s12p3，碳原子体系能量升高，由基态变为激发态，要从外界环境中吸收能量。
3.观察1s轨道电子云示意图，判断下列说法正确的是( )A.一个小黑点表示1个的电子B.1s轨道的电子云形状为圆形的面C.电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转D.1s轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少解析：选D 由电子云图可知，处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称，而且电子在原子核附近出现的概率最大，离核越远，出现的概率越小。
图中的小黑点不表示电子，而表示电子曾经出现过的位置。
4.基态硅原子的最外能层的各能级中，电子排布的方式正确的是( )解析：选C 基态硅原子的电子排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪特规则，只有C选项正确。
5.对于Fe的下列电子排布，正确的是( )解析：选A Fe原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，据洪特规则可知A正确。
6．某原子核外电子排布为n s2n p7，它违背了( )A．泡利原理 B．能量最低原理C．洪特规则 D．洪特规则特例解析：选A p能级有三个轨道，根据泡利原理，每个轨道最多排2个电子，故p能级最多排6个电子，不可能排7个，故违背泡利原理。
高中化学 能量最低原理 电子云与原子轨道
们的自旋状态 相反 ，这个原理称为泡利原理。
(3)洪特规则： 当电子排布在 同一 能级的 不同 轨道时，基态原子中 的电子总是优先单独占据一个轨道 ，而且自旋状态 相同 。
5．电子排布图
如Na：
。
[师生互动· 解疑难] 1．基态原子的核外电子排布的表示形式 (1)电子排布式： ①电子排布式。如K原子的电子排布式为：
2 2 6 2 6 4 2 Cr：1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s × 2 2 6 2 6 5 1 Cr ： 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s √ 2 2 6 2 6 9 2 Cu：1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s × 2 2 6 2 6 10 1 Cu ： 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s √
1．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，简称为能量最低原理，处于最低能量的 原子叫做基态原子。
2．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，这个原理称为泡利原理。 3．当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子 中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同， 这个规则称为洪特规则。
能量
C．无论原子种类是否相同，基态原子的能量总是低 于激发态原子的能量 D．激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出 较强的还原性
[解析]
处于最低能量的原子叫做基态原子。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，所以同一原子处于激发态时的能量一定高于基 态时的能量，B正确；但不同的原子，能量不同，C不正确； 处于激发态的原子不一定能失去电子，D不正确。 [答案] B
(3)不同能层的能级、原子轨道及电子云轮廓图：
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基态原子
能量最低
激发态原子
能量较高
基态与激发态相互转化的应用
焰色
反应
光谱：按一定次序排列的彩色光带
3.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。
锂、氦、汞的发射光谱
锂、氦、汞的吸收光谱
纳两个电子，且这两个电子的自
旋方向必须相反，此时体系最稳
定，原子的总能量最低。
泡利不相容原理 电子排布式
电子排布图
1s 2s
用一个□表示一个原子轨道， 在□中用“↑”或“↓”表示该轨 道上排入的电子。
Li: 1s22s1
洪特规则
对于基态原子，电子在能量相同 的轨道上排布时，将尽可能分占不同 的轨道并且自旋方向相同。
四.能量最低原理、基态与激发态、光谱
1.能量最低原理: 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。 2.基态原子: 处于最低能量的原子 (稳定 ) 电子吸 电子放
出能量
激发态原子:基态原子的电子吸收能量后电子会 跃迁到较高的能级,变为激发态原子。 (不稳定)
↓
↓
收能量
基态与激发态的关系 吸收光谱
C ：1s2 2s22p2
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。 洪特规则：
当电子排布在同一能级的不同轨道 时，总是优先单独占一个轨道（即分占 不同的轨道），而且自旋状态相同。
洪特规则特例：全空、半充满、全充满时相对稳定
洪特规则特例：
6，d10，f14） 全充满（p
相对稳定的状态
④f电子云更为复杂。
S能级的原子轨道图
* S能级的原子轨道是球形对称的 * 的原子轨道图
z
z
z
y x
y x
x
y
* P能级的原子轨道是哑 铃形的,每个P能级有3个 原子轨道,它们相互垂直, 分别以Px,Py,PZ表示。
六、泡利原理和洪特规则 泡利原理
一个原子轨道中最多只能容
全空时（p0，d0，f0） 半充满（p3，d5，f7）
小结：
方法导引
解答基态原子电子排布问题的一般思路：
能量最低原则
确定原子序数 泡利不相容原理 洪特规则
能级排布
电子排布
电子轮廓图的制作
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。
各能级包含的原子轨道数：
（1）ns能级各有1个原子轨道；
（2）np能级各有3个原子轨道；
（3）nd能级各有5个原子轨道；
（4）nf能级各有7个原子轨道；
3.原子轨道----电子云轮廓图
电子云形状
①s电子云呈球形，在半径相同的球面上，电 子出现的机会相同； ②p电子云呈哑铃形 (或纺锤形)； ③d电子云是花瓣形；
光谱分析： 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。
2.核外电子运动状态的描述
电子云:电子在原子核外出现的概率分布图。
1s电子在原子核外出现的概率分布图
小黑点不表示电子， 只表示电子在这里出 现过一次。 小黑点的疏密表示电 子在核外空间内出现 的机会的多少。
电子云只是形象地表示 电子出现在各点的概率高低 ,而实际上并不存在。