高中化学第一章原子结构与性质13泡利原理和洪特规则教学案高二化学教学案

【第三课时泡利原理和洪特规则】之小船创作学习目标：学会运用能量最低原理、泡利原理、洪特规则解说核外电子的排布特色及特别性质。[知识回首]1．结构原理核外电子依据能级次序填补，填满一个能级再填一个新能级。其填补次序为1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s2．各能级容纳的电子数s、p、d、f各能级最多容纳的电子数分别为2×1、2×3、2×5、2×7。3．电子云是处于必定空间运动状态的电子在原子核外空间出现的概率。概率密度散布的形象化描绘。小黑点越密，表示概率密度越大。因为核外电子的概率密度散布看起来像一片云雾，因此被形象地称为电子云。s电子云呈球形，p电子云呈哑铃形。[重点梳理]1．基态原子的核外电子排布规则能量最低原理原子核外电子的排布依据结构原理，按轨道能量最低，挨次摆列，使整个原子的能量处于最低状态。泡利原理在一个原子轨道里最多只好容纳2个电子，并且自旋状态相反，用“↑↓”表示。洪特规则当电子排布在同一能级的不一样轨道时，基态原子中的电子老是优先独自占有一个轨道，并且自旋状态同样。知识点一基态原子的核外电子排布1．泡利原理电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋，电子自旋能够比喻成地球的自转，电子自旋有顺时针和逆时针两种方向，常用上下箭头(↑和↓)表示自旋方向相反的电子。(2)在一个原子轨道里，最多只好容纳2个电子，并且它们的自旋方向相反，这个原理是由泡利第一提出的，称为泡利原理。2．洪特规则在能量同样的轨道(也称等价轨道，比如3个p轨道，5个d轨道，7个f轨道)上散布的电子，将尽可能分占不一样的轨道，并且自旋方向同样。比如，碳原子中的2个p电子的排布应当是：3个p电子也是散布在

3个

，而不是。氮原子的p轨道上，并且有同样的自旋方向。[

问题研究

]泡利原理想说明什问题？[答案]一个轨道上最多容纳2个电子且自旋方向相反。增补规则：等价轨道全充满、半充满或全空的状态一般比较稳固，也就是说，拥有以下电子层结构的原子是比较稳固的：(1)全充满：p6；d10；f14，半充满：p3；d5；f7，全空：p0；d0；f0。如24Cr：[Ar]3d44s23d54s1(较稳固)，29Cu：[Ar]3d94s23d104s1(较稳固)。能量最低原理表述的是“整个原子处于能量最低状态”，而不是说电子填补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”，如24Cr原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1不是3d44s2。1．以下电子排布图所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是()[分析]A项，2s轨道未排满，而排在了2p轨道上，能量不是最低状态；B项，不切合洪特规则；C项，原子处于激发态，能量不是最低状态。[答案]D假如在3p能级上有3个电子，则它们应排布为(电子排布图)________，而不可以排布为，因为这违反了________，也不可以排布成，因为这违背了________。假如3p能级上有4个电子，有人以为能够排布为，你以为能否正确，说明原因_____________。[分析]若3p能级上有3个电子，则它们应排布为，不可以排布为，因为这违反了泡利原理(一个轨道最多只好容纳2个电子)和洪特规则(当电子排布在同一能级的不一样轨道时，基态原子中的电子老是优先独自占有一个轨道，且自旋状态同样)，若3p能级上有4个电子，则排布成。[答案]泡利原理和洪特规则洪特规则不正确，因为3p能级上只有3个轨道绝大部分原子的电子排布式只需依据结构原理就能切合能量最低原理。(2)Cr、Cu、Ag、Au等少量原子的电子排布式虽不依据结构原理，但切合能量最低原理。拥有不一样能量，自旋方向不一样的电子，其运动状态不一样，即某多电子原子中不行能存在的电子。

2个运动状态完整同样知识点二原子核外电子排布的表示方法1．结构表示图将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子，如：Al、S2－。2．电子排布式用数字在能级符号右上角注明该能级上排布的电子数，如：K：1s22s22p63s23p64s13．简化电子排布式为了防止电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体结构的部分以相应罕有气体的元素符号外加方括号表示，如：K：[Ar]4s14．价电子排布式主族元素的价层电子指最外层电子，价层电子排布式即外头电子排布式，如：Al：3s23p1。5．电子排布图每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。如：。6．电子式在化学反响中，一般是原子的最外层电子数量发生变化。为了简易起见，化学中常在元素符号四周用小黑点“·”或小叉“×”来表示元素原子的最外层电子，相应的式子叫做电子式。如钠原子的电子式为·Na(或×Na)。[问题研究]1．基态原子的电子排布式有什么特色？举例说明。[答案]基态原子的电子排布式就是按三大规则写出来的最稳固的电子排布，如24Cr原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1。2．谈谈电子排布式书写需要注意什么问题？[答案]核外电子将尽可能地按能量最低原理排布；遵守泡利不相容原理；洪特规则。K：[Ar]4s1，该式方括号里的符号的意义：该元素前一个周期的惰性气体原子的电子排布结构，称为“原子实”。电子排布式和电子排布图往常反应的是基态原子即处于最低能量状态的原子的电子排布状况。它们互相关系，能够特别方便地互相变换(推导)。电子排布图中各符号和数字的意义A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：(1)A

元素基态原子的最外层有

3个未成对电子，次外层有2个电子，该原子的电子排布图为

________________。(2)B元素的负一价离子与C元素的正一价离子的电子排布式都与氩原子同样，B元素的符号为________，C的离子结构表示图为________。(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________。(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为________，其基态原子价层电子排布式为________________________。[

分析]

(1)依据

A元素基态原子的最外层有

3个未成对电子，次外层有

2个电子，可知该元素的基态原子有

2个电子层，共有7个电子，是N元素，其电子排布式。(2)B

元素的负一价离子与

C元素的正一价离子的电子排布式与氩原子同样，即都有

18个电子，则B元素为Cl元素，C元素为K元素，K＋的结构表示图为(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，即三价阳离子的构型为3d5，则原子的价电子构型为3d64s2，为26号Fe元素，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。(4)由E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有1个未成对电子，可知其价电子构型为3d104s1，因此E为Cu元素，基态原子的电子排布图为1s22s22p63s23p63d104s1，故其价层电子排布式为3d104s1。[答案](2)Cl(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)(4)Cu3d104s1(1)Fe原子的电子排布式易错写为1s22s22p63s23p64s23d6，依据能级次序来写，忽视了同一能层的不一样能级要写在一同。(2)Cu原子的价电子排布，易错写成3d94s2，忽视了全充满和半充满均为稳固结构。当电子排布在同一能级的不一样轨道时，老是优先独自占有一个轨道，并且自旋状态同样。每个原子轨道只好容纳2个电子，并且这两个电子的自旋状态一定相反。[知识脉络]能量最低原理原子核外电子排布泡利原理依据的原理和规则洪特规则原子符号电子式表示原子结构的原子结构表示图重要化学用语电子排布式简化电子排布式电子排布图轨道表示式[核心重点]元素结构简化的电外头电子电子式电子排布式符号表示图子排布式排布式22621s2s2p3sCa·Ca·[Ar]4s24s23p64s21．“各能级最多容纳的电子数，是该能级原子轨道数的两倍”，支撑这一结论的理论是()A．结构原理B．泡利原理C．洪特规则D．能量最低原理[分析]依据泡利原理，每个原子轨道中最多能容纳2个自旋方向相反的电子，因此每个能级最多能容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍，选项B切合题意。[答案]B2．以下3d能级的电子排布图正确的选项是()[分析]A、D中同一原子轨道内电子的自旋方向同样，违犯了泡利不相容原理，C中有空轨道，违犯了洪特规则。[答案]B3．(双选)X、Y两元素可形成X2Y3型化合物，则X、Y原子最外层的电子排布可能是()A．X：3s23p1Y：3s23p5B．X：2s22p3Y：2s23p4C．X：3s23p1Y：3s23p4D．X：3s2Y：2s23p3[分析]A项元素为Al与Cl，可形成AlCl3；B项元素为N与O，可形成N2O3；C项元素为Al与S，可形成Al2S3；D项元素为Mg与N，可形成Mg3N2。[答案]BC4．以下是表示铁原子和铁离子的3种不一样化学用语。电子排布图结构表示图电子排布式(轨道表示式)铁原子22626621s2s2p3s3p3d4s铁离子1s22s22p63s23p63d5铁原子最外层电子数为________，铁在发生化学反响时，参加反响的