选修3物质结构与性质第一章第一节原子结构(第4课时)

2023/1/311第一章原子结构与性质第一节原子结构第4课时新课标人教版高中化学课件系列选修3物质结构与性质2023/1/312

【教学目标】1.了解核外电子的运动状态即原子轨道2.了解泡利原理和洪特规则3.理解满足基态原子的条件4.学会用电子排布图表示核外电子排布规律电子云与原子轨道2023/1/313思考：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。五、电子云与原子轨道电子云与原子轨道2023/1/314⑴核外电子质量小(只有9.11×10-31kg)，运动空间小（相对于宏观物体而言），运动速率大(近光速)。核外电子运动的特征⑵无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。⑶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(概率)。测不准原理(海森堡)电子云与原子轨道2023/1/315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

核外电子运动状态的描述【阅读】P9电子云与原子轨道2023/1/316

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。

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。电子云与原子轨道2023/1/317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。P10最后一段电子云与原子轨道2023/1/318电子云轮廓图——原子轨道S能级的原子轨道是球形对称的.电子云与原子轨道2023/1/319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；④f电子云更为复杂。原子轨道电子云与原子轨道2023/1/3110S能级的原子轨道图*S能级的原子轨道是球形对称的*能层序数n越大,原子轨道半径越大电子云与原子轨道2023/1/3111*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。P能级的原子轨道图电子云与原子轨道2023/1/3112五、电子云与原子轨道2.原子轨道d能级的原子轨道图电子云与原子轨道2023/1/3113d能级的原子轨道图电子云与原子轨道2023/1/3114f能级的原子轨道图电子云与原子轨道2023/1/3115思考：回忆spdf能级分别最多容纳电子个数？P5第二段最后一句话电子云与原子轨道2023/1/3116观察下图，这些图称为原子的电子排布图。1.每个原子轨道最多只能容纳几个电子？科学探究

1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋方向相反(顺时针、逆时针)。---泡利原理泡利原理和洪特规则2023/1/3117泡利(Pauli),奥地利科学家,对于量子力学的形成以及原子结构理论的发展有重大的贡献，获得1945年诺贝尔物理奖。他对科学理论有着很深刻的洞察力，语锋犀利，被称为“理论物理学的心脏”。泡利原理和洪特规则2023/1/3118泡利原理

一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，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。泡利原理和洪特规则2023/1/3119泡利不相容原理电子排布式1s2s电子排布图

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泡利原理和洪特规则2023/1/3120观察下图，这些图称为原子的电子排布图。2.当电子排在同一个能级内时，有什么规律？科学探究

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。---洪特规则泡利原理和洪特规则2023/1/3121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。

C：1s22s22p2√泡利原理和洪特规则2023/1/31221.每个原子轨道上最多能容纳____个电子，且自旋方向_______科学研究2.当电子排在同一能级时有什么规律？当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是___________________，而且自旋方向______——洪特规则2不同——泡利原理首先单独占一个轨道相同NOC泡利原理和洪特规则2023/1/3123泡利原理和洪特规则2023/1/3124练习：写出24Cr29Cu电子排布式29Cu

1s22s22p63s23p63d104s124Cr1s22s22p63s23p63d54s1洪特规则特例：

泡利原理和洪特规则2023/1/3125洪特规则特例：

相对稳定的状态全充满（p6，d10，f14）全空时（p0，d0，f0）半充满（p3，d5，f7）洪特规则特例：全空、半充满、全充满时相对稳定泡利原理和洪特规则2023/1/3126铁原子的电子排布图↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑洪特规则泡利原理能量最低原理1s2s2p3p3d3s4s泡利原理和洪特规则2023/1/3127

能量最低原理表述的是“整个原子处于能量最低状态”，而不是说电子填充到能量最低的轨道中去，泡利原理和洪特规则都使“整个原子处于能量最低状态”。注意：泡利原理和洪特规则2023/1/3128小结：核外电子排布规则1.能量最低原理

2.泡利不相容原理

3.洪特规则

泡利原理和洪特规则2023/1/3129↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↓↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑↑↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↓其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是（）ABCDC想一想泡利原理和洪特规则2023/1/3130↑↑↑↓↑↓↑↑↑↑↑↓当碳原子的核外电子排布由转变为时，下列说法正确的是（）A.碳原子由基态变为激发态B.碳原子由激发态变为基态C.碳原子要从外界环境中吸收能量D.碳原子要向外界环境释放能量AC

巩固练习1s2s2p3s3p3d泡利原理和洪特规则2023/1/31311、下列有关原子轨道的叙述中不正确的（）

A.氢原子的3s轨道能量较3p能级低

B.锂原子的2s与5s轨道皆为球形分布

C.p能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层序数的增加，p能级原子轨道也在增多

D.能层n＝4的原子轨道最多可容纳16个电子课堂练习CD泡利原理和洪特规则2023/1/31322、基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布的方式正确的是（）

ABCDC课堂练习泡利原理和洪特规则2023/1/31333、以下是表示铁原子的3种不同化学用语。

结构示意图电子排布式电子排布图（轨道表示式）铁原子1s22s22p63s23p63d64s2请你通过比较、归纳，分别说出3种不同化学用语所能反映的粒子结构信息。

结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各能层上的电子数。电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。电子排布图：能反映各轨道的能量的高低及各轨道上的电子分布情况，自旋方向。

泡利原理和洪特规则2023/1/31344.某元素原子序数为24，试问：(1)该元素电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1(2)它有个能层；个能级；占有

个原子轨道。(3)此元素有个未成对电子；它的价电子数是。647156泡利原理和洪特规则2023/1/3135核电荷数元素符号电子排布式周期表中位置Be1s22s22p63s23p129Ge5.填表：41s22s2第2周期第ⅡA族13第3周期第ⅢA族Al221s22s22p63s23p63d24s2TiCu第4周期第ⅣB族1s22s22p63s2