高中 高二 化学选择性必修2 第一章 第一节 第4课时 泡利原理 洪特规则 能量最低原理 教学课件

1、第4课时 泡利原理、洪特规则、能量最低原理主讲人：汪俊阳学 校：人大附中深圳学校人教版（2019） 选择性必修2第一章 原子结构与性质第一节 原子结构回顾能级1s2s2p3s3p3d.各能级轨道数113135.各能层轨道数149.最多容纳电子数2818.提出问题：为什么每个轨道最多能容纳两个电子呢？同一轨道中的两个电子的状态是否完全相同呢？资料卡片-电子自旋钠原子光谱实验斯特恩-盖拉赫实验提出猜想 ：轨道中的单电子可能存在两种不同的运动状态1925年：“电子自旋”概念的提出只有1个最外层电子的碱金属原子光谱会在光谱里呈现双线只有1个最外层电子的银原子在外加电场里加速飞行通过一个不对称磁场时会分

2、成两束电子自旋一. 泡利原理 电子除空间运动状态外，还有一种状态叫自旋。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。在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们自旋相反。补充说明自旋是微观粒子普遍存在的一种如电荷、质量一样的内在属性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；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一个原子中不可能存在运动状态完全相同的2个电子 核外电子在原子轨道中的排布规律I泡利原理思考一. 泡利原理核外电子在原子轨道中的排布应该如何表示？轨道表示式（又称电子排布图）如基态Al原子轨道表示式：Al 1s22s22p63s23p1

3、基态Al原子的电子排布式：Al 1s22s22p63s23p1 电子排布式给出了基态原子核外电子在能层和能级中的排布，而轨道表示式还给出了电子在原子轨道中的自旋状态。基态Al原子的电子排布式：原子轨道“”代表自旋相反的电子对能量相同的原子轨道（简并轨道）单电子（未成对电子）能级符号练一练一. 泡利原理请写出Li、Be、B 的轨道表示式LiBeB1s2s1s2s2p1s2s请写出基态碳原子可能的轨道表示式练一练C1s2sC1s2sC1s2sC1s2s2p2p2p2p思考：哪一种轨道表示式正确表达了基态碳原子核外电子的排布呢？二. 洪特规则核外电子在原子轨道中的排布规律洪特规则基态原子中，填入简并

4、轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行1925年，洪特根据多电子原子的原子光谱正式提出洪特规则：C1s2sC1s2sC1s2sC1s2s2p2p2p2p课堂练习请写出7-24号元素原子的轨道表示式练一练N1s2s2pO1s2s2pF1s2s2pNe1s2s2pNa1s2s2p3sMg1s2s2p3s请写出7-24号元素原子的轨道表示式练一练Al1s2s2p3s3pSi1s2s2p3s3pP1s2s2p3s3pS1s2s2p3s3p请写出7-24号元素原子的轨道表示式练一练Cl1s2s2p3s3pAr1s2s2p3s3p课堂练习请写出7-24号元素原子的轨道表示式练一练K1s2s2p3s3p4sC

5、a1s2s2p3s3p4s课堂练习请写出7-24号元素原子的轨道表示式练一练Sc1s2s2p3s3p4s3dTi1s2s2p3s3p4s3dV1s2s2p3s3p4s3d课堂练习Cr1s2s2p3s3p4s3d请写出7-24号元素原子的轨道表示式练一练Cr1s2s2p3s3p4s3d思考：哪一种轨道表示式正确表达了基态铬原子核外电子的排布呢？核外电子在原子轨道中的排布规律洪特规则特例：简并轨道全充满、半充满或全空状态是能量较低的稳定状态。4s3d4s3dCrCr只有一组全满的简并轨道有两组半满的简并轨道二. 洪特规则请写出29Cu的价层电子的轨道表示式练一练29Cu的价层电子的排布式 3d10

6、4s14s3dCu核外电子在原子轨道中的排布规律能量最低原理 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，使原子的整体能量最低。补充说明： 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三. 能量最低原理核外电子在原子轨道中的排布规律能量最低原理 相邻能级能量相差很大时，电子填入能量较低的能级可使原子能量最低。如所有主族元素的基态原子。三. 能量最低原理 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的排斥能，进而使原子整体能量最低。如所有副族元素的基态原子。三. 能量最低原理观察思考观察以下几种元素的基态原子的价电子排布并分析：是否符合构造

7、原理及洪特规则特例？如何理解这些排布方式？ 虽然以上四种元素的基态原子价层电子排布既不遵守构造原理，也不能用洪特规则特例来解释。但根据客观事实，以上排布是符合能量最低原理的。Nb: 4d45s1 Ru:4d75s1Rh:4d85s1 W:5d46s2铌钌铑钨核外电子在原子轨道中的排布规律 泡利原理 (填多少) 洪特规则、洪特规则特例 (怎么填) 能量最低原理小结思考与讨论（1）为什么基态氦原子的电子排布是1s2而不是1s12s1（2）为什么基态氮原子的轨道表示式是 而不是 ？（3）为什么基态K和Ca的价电子是4s1和4s2而不是3d1和3d2？不满足能量最低原理不满足洪特规则不满足构造原理总结

8、原子核外电子的运动状态和排布规律核外电子的运动状态核外电子的排布规律核外电子排布表示方法能量的量子化能层能级原子轨道电子自旋原子结构示意图构造原理电子排布式泡利原理洪特规则能量最低原理轨道表示式洪特规则特例课堂练习练一练1在d轨道中电子排布成 ，而不排布成 ，其直接根据是（ ）A能量最低原理 B泡利不相容原理C原子轨道能级图 D洪特规则课堂练习2. 以下原子属于基态原子的是（ ）3.下列有关锂原子轨道表示式表示的状态中，能量最低的是()，能量最高的是（ ）课堂练习A. B.C. D.1s2s2p1s2s2p1s2s2p1s2s2p4.下列电子排布式或轨道表示式正确的是()AC的轨道表示式：BCa的电子排布式：1s22s22p63s23p63d2CN的轨道表示式：DBr的电子排布式：Ar3d104s24p65. 轨道表示式可以表示原子或离子的