1.1.3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

第一章

原子结构与性质第一节

原子结构

课时3

泡利原理洪特规则能量最低原理课堂导入回顾每个能级的原子轨道数和最多可容纳的电子数，不难发现每个原子轨道中最多可容纳两个电子。那么，这两个电子的运动状态有什么差异呢？在斯特恩-盖拉赫实验中，发现银原子束(最外层只有一个电子)经过不均匀磁场时会产生偏转，并最终在屏幕的垂直方向上形成了两个上下对称的非连续分布。至此，所有的粒子从理论上就都有了——自旋。课堂导入课堂学习自旋：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。电子自旋：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，常用上下箭头(“↑”“↓”)表示自旋相反的电子。电子自旋与泡利原理泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反，这个原理也被称为泡利不相容原理。1925年，两个物理研究生提出电子自旋的概念，认为契合了天才泡利的预测，于是就写了一页论文。没想到的是，这个违背了爱因斯坦相对论的理论竟然还是对的，他们分别叫乌仑贝克(左)和高斯密特(右)。课堂学习在学习了泡利原理之后，我们知道了电子的运动状态，便可以利用轨道表示式表述电子的排布情况。电子排布的轨道表示式轨道表示式：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，箭头表示一种自旋状态的电子，“↑↓”称电子对，“↑”或“↓”称单电子(或称未成对电子)。简并轨道：能量相同的原子轨道；电子对：同一个原子轨道中，自旋方向相反的一对电子；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；自旋平行(反平行)：箭头同向(反向)的单电子称为自旋平行(反平行)。课堂学习硅原子中有几对电子对，几个单电子，电子的空间运动状态和运动状态又有几种？电子排布的轨道表示式铝原子中有6对电子对，有2个单电子，有8种空间运动状态，有14种运动状态不同的电子。空间运动状态：只考虑能层、能级和原子轨道三个方面，同一原子轨道内的电子空间运动状态相同，因此与电子占据原子轨道数相等；运动状态：需要考虑能层、能级、原子轨道和自旋方向四个方面，因此与电子数相等。课堂学习电子排布的轨道表示式结合铝原子的轨道表示式，你觉得如何书写电子排布的轨道表示式，电子排布式与轨道表示式又有什么区别？用□或○代表一个原子轨道，能量相同的原子轨道(简并轨道)的方框相连；不同能级中的□或○要相互分开，同一能级中的□或○要相互连接；通常在方框下方或者上方标记能级符号；整个电子排布图中各能级的排列顺序要与相应的电子排布式一致；箭头表示一种自旋状态的电子，一个箭头表示一个电子，“↓↑”称电子对，“↓”或“↑”表示单电子，箭头同向，自旋平行，箭头相反，自旋相反。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(也称电子排布图)还给出了电子在原子轨道中的自旋状态。课堂学习观察硅原子的轨道表示式，除了泡利原理，你还能发现什么排布规律？洪特规则：基态原子(基态离子)中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。洪特规则的特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系具有较低的能量和较强的稳定性。例如24Cr的电子排布式1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1为半满状态，而29Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。洪特规则课堂学习能量最低原理根据洪特规则的特例，我们还能发现什么规律？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，使整个原子的能量最低。影响因素：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。补充条件：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排斥能，进而使原子整体能量最低，例如所有副族的基态原子。至此我们知道了基态原子核外电子排布遵循的原理有泡利原理、洪特规则和能量最低原理，若是违背其中一条规则，则原子能量便不会处于最低状态，即原子不稳定。下列有关核外电子排布的式子不正确的是()A.24Cr的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1B.K的简化电子排布式：[Ar]4s1C.N原子的电子排布图：D.S原子的电子排布图：课堂巩固D下列说法错误的是()A.ns电子的能量可能低于(n-1)p电子的能量B.6C的电子排布式为1s22s22px2,违反了洪特规则C.电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理D.电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利原理课堂巩固A课堂学习核外电子的表示方法我们已经学习了很多种表示核外电子的方法，你能列举出来并说明它们的各自的含义吗？结构示意图、电子排布式、简化电子排布式、轨道表示式(电子排布式)、电子式。原子(或离子)结构示意图含义将每个能层上的电子总数表示在原子核外的图示形式实例

电子排布式含义用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，并按照能层从左到右的顺序排列的式子实例K：1s22s22p63s23p64s1课堂学习核外电子的表示方法简化电子排布式含义为了避免电子排布式书写过于烦琐，把内层电子达到稀有气体原子结构的部分以相应稀有气体元素符号外加方括号表示实例K：[Ar]4s1轨道表示式(电子排布图)含义每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子意义能直观反映出电子的排布情况及电子的自旋状态实例Al：课堂学习核外电子的表示方法电子式含义化学中常在元素符号周围用“·”或“×”来表示元素原子的最外层电子，相应的式子叫电子式实例

核外电子的表示方法多种多样，且进行书写时也有可能涉及到基态原子、基态离子的书写，除此之外还有核外电子排布与价层电子排布的区别，因此在解答相应题目时一定要审清题意，按照题目设问进行作答。课堂学习核外电子的表示方法未成对电子数及其占据的原子轨道元素符号及价电子排布14sK：4s1，Cu：3d104s13dSc：3d14s24pGa：4s24p1，Br：4s24p523dTi：3d24s2，Ni：3d84s24pGe：4s24p2，Se：4s24p433dV：3d34s2，Co：3d74s24pAs：4s24p343dFe：3d64s253dMn：3d54s2

63d和4sCr：3d54s1经过本节课的学习，我们必须掌握前四周期元素的核外电子排布与价电子排布。课堂巩固(1)17Cl的电子排布式：__________________________。(2)17Cl的价电子排布式：_________________________。(3)17Cl-的电子式：___________。(4)17Cl的价电子轨道表示式：__________________。(5)17Cl的原子结构示意图：________。(6)第四周期中最外层只有1个电子的所有基态原子的简化电子排布式：______________________________。1s22s22p63s23p53s23p5[Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1若将基态6C的电子排布式写成ls22s22px2，它违背了(

)A．能量守恒原理 B．泡利原理

C．能量最低原理 D．洪特规则课堂巩固D下列各项中，前面的能级先填入电子的为()①3d和4s②4p和5s③5s和4d④5p和4dA．①② B．②③ C．②④ D．③④B下列各原子或离子的电子排布式