第一章 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)

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。

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．为什么基态K和Ca的价电子是4s1和4s2，而不是3d1和3d2。

提示根据构造原理，3d能量大于4s能量，所以依据能量最低原理，电子填入能量低的能级可使整个原子的能量最低。

2．下列有关碳原子的轨道表示式中，能量最低的是()

A.

B.

C.

D.

答案 D

解析根据洪特规则，原子的核外电子在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低。A中2p轨道上两个电子挤在同一个轨道上，B、C中两个轨道上电子的自旋状态相反，均与洪特规则相违背，只有D中的排布符合洪特规则，能量最低。

3．写出15P、25Mn的轨道表示式，并按要求填空。

P：，有6对电子对，有3个单电子。15

Mn：，25

有15种空间运动状态，有5个单电子，属于半充满。

4．下列原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是________(填序号，下同)，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________________。

①Ca2＋：1s22s22p63s23p6

②F－：1s22s23p6

③P：

④Fe：1s22s22p63s23p63d64s2