1.1.2电子云和原子轨道能量最低原理泡利原理洪特规则课件高二下学期化学人教版选择性必修2

第一节原子结构第2课时电子云和原子轨道第一章原子结构与性质能量最低原理、泡利原理、洪特规则三、电子云与原子轨道

氢原子的1s电子在原子核外出现的概率分布图

小点越密，表明概率密度越大。1.电子云小点是1s电子在原子核外出现外出现的概率密度的形象描述,s电子云为球形,p电子云是哑铃状。s电子云呈球形，p电子云呈哑铃形或纺锤形。三、电子云与原子轨道1.电子云(1)电子云图表示电子在核外空间某处出现的概率,不代表电子的运动轨迹。(2)电子云图中的小黑点是电子在原子核外出现的概率密度的形象描述,小黑点越密,表明电子在核外出现的概率密度越大。(3)电子云图很难绘制,使用不方便,故常使用电子云轮廓图。常把电子出现的概率约为90%的空间圈出来球形轮廓图电子云轮廓图的绘制过程xyz三、电子云与原子轨道【思考与讨论】你能发现什么规律？①不同能层s能级电子的电子云形状一致，均为球形。②能层越高，s电子的电子云半径越大。相同原子的s电子的电子云轮廓图原因：由于电子能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率增大，电子云越来越向更大的空间扩展2.原子轨道三、电子云与原子轨道除s电子云外，其他电子云都不是球形的。例如p电子的原子轨道呈哑铃状。p能级有三个原子轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz表示，同一能层中px、py、pz的能量相同，如2px、2py、2pz。P轨道的空间取向性：相互垂直的三个方向即x轴、y轴、z轴原子轨道---p轨道原子轨道---d轨道原子轨道---s、p、d、f轨道S能级的原子轨道P能级的原子轨道d能级原子轨道有5个f能级原子轨道有7个原子轨道能层数KLMNOPQn能级数1234567轨道能级包含的原子轨道数nn2（1）ns能级各有1个原子轨道；（2）np能级各有3个原子轨道；

（3）nd能级各有5个原子轨道；（4）nf能级各有7个原子轨道；2.原子轨道能层能级原子轨道数原子轨道符号电子云轮廓图形状取向K1s——L2s——2pM3s——3p3d——————11s球形——12s球形——32px、2py、2pz哑铃形相互垂直13s球形——33px、3py、3pz哑铃形相互垂直5——————三、电子云与原子轨道小结①s原子轨道是球形的，p原子轨道是纺锤形的②能层序数n越大，原子轨道的半径越大；③不同能层的同种能级的原子轨道形状相似，只是半径不同；相同能层的同种能级的原子轨道形状相似，半径相同，能量相同，方向不同；④s能级只有一个原子轨道；p能级有3个原子轨道，互相垂直，可分别以px、py、pz表示，能量相等。如2px、2py、2pz轨道的能量相等。3.电子自旋三、电子云与原子轨道电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋。(伸展方向)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①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。②能层、能级、原子轨道和自旋状态四个方面共同决定电子的运动状态，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。在构建基态原子时，电子将尽可能占据能量最低的原子轨道,使整个原子的能量最低,这就是能量最低原理。（遵循构造原理）能级的能量高低顺序如构造原理所示(对于1～36号元素来说，应重点掌握和记忆“”这一顺序)。四、能量最低原理1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p122334345五、泡利原理在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,且它们的自旋相反。这个原理被称为泡利原理（也称泡利不相容原理）轨道表示式（又称电子排布图）：表示电子排布的一种图式，如钠的基态原子的轨道表示式如下：↑↓1s2s2p3s↑↓↑↑↓↑↓↑↓Na1s22s22p63s1Na五、泡利原理↑↓1s2s2p3s↑↓↑↑↓↑↓↑↓Na1s22s22p63s1Na①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○要相互连接五、泡利原理④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。②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;③通常在方框下方或者上方标记能级符号;↑↓1s2s2p3s↑↓↑↑↓↑↓↑↓Na1s22s22p63s1Na五、泡利原理电子排布的轨道表示式（电子排布图）铝原子核外电子排布式铝原子外层成对电子对的数目为6,有一个单电子。六、洪特规则基态原子中，填入能量相同的不同轨道（简并轨道）的电子总是先单独分占，且自旋平行。2p3的电子排布图XX√六、洪特规则下列基态碳原子的轨道表示式正确的是（）②C1s↑↑↑↓↑↓2s2p①C1s↑↓↑↓↑↓2s2p2p③C↑1s↑↑↓↑↓

2s2p④C↓1s↑↑↓↑↓

2s六、洪特规则洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子。洪特规则适用于电子填入能量相同的不同轨道(简并轨道)如np、nd、nf轨道，并不适用于电子填入能量不同的轨道。洪特F.Hund,1896—1997能量较低状态稳定全充满（p6，d10，f14）全空时（p0，d0，f0）半充满（p3，d5，f7）↑↑↑np3对于能量相同的轨道(同一能级),当电子排布处于全满、半满、全空时比较稳定,整个体系的能量最低。Cr：1s22s22p63s23p63d44s2Cu：1s22s22p63s23p63d94s2Cr：1s22s22p63s23p63d54s1Cu：1s22s22p63s23p63d104s1√√六、洪特规则特例本课时知识总结【拓展提升】(1)最外层只有1个未成对电子的元素(2)最外层有2个未成对电子的元素(3)最外层有3个未成对电子的元素(4)核外电子排布中，未成对电子数最多的元素ⅠA族(ns1：H、Li、Na、K)；ⅢA族(ns2np1：B、Al、Ga)；ⅦA族(ns2np5：F、Cl、Br)；Cr(3d54s1)、Cu(3d104s1)。ⅣA族(ns2np2：C、Si、Ge)；ⅥA族(ns2np4：O、S、Se)。ⅤA族(ns2np3：N、P、As)。Cr(3d54s1，共有6个未成对电子)。课堂练习1.下列轨道表示式中哪个是硼的基态原子？A.B.√C.2.下列原子的轨道表示式中，符合洪特规则的是A. B.C. D.归纳总结注意：书写轨道表示式时，常出现的错误及正确书写3.下列关于硅原子的核外电子排布表示方法中，错误的是A.1s22s22p63s23p2B.[Ne]3s23p2C.D.4.按要求填空。(1)17Cl的电子排布式：______________。(2)17Cl的价电子排布式：_______。(3)17Cl－的电子式：___________。1s22s22p63s23p53s23p5(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：______________________________。[Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s15.(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为____个，第三周期中有两个成单电子的元素符号________(填一种即可)，M层上有2对成对电子的原子最外层共有___种不同运动状态的电子。Si(或S)62(2)1～36号元素原子中未成对电子数为2的元素符号及价电子排布式_________________________________________________。C：2s22p2，S