1.1.4 基态原子的核外电子排布原则 课件 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2VIP

选择性必修2(人教版2019)2023-2024学年第一章

原子结构与性质第一节

原子结构第4课时基态原子的核外电子排布原则能层KLMNO能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p...最多电子数2262

61026101426原子轨道数1131

35135713每个原子轨道最多只能容纳

个电子2为什么一个轨道允许容纳2个电子呢？

学习

目标第4课时基态原子的核外电子排布原则PART01PART02结合原子核外电子排布规律及核外电子排布的原则建立观点、结论和证据之间的逻辑关系。认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则等。学会书写1~36号元素基态原子核外电子排布的轨道表示式。钠原子光谱实验589.0589,6双线氢原子光谱实验双线资料卡片只有1个最外层电子的碱金属原子光谱会在光谱里呈现双线斯特恩-盖拉赫实验只有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成两束提出猜想

：轨道中的单电子可能存在两种不同的运动状态1925年：乌伦贝克和哥德斯密根据实验事实提出概念“电子自旋”，电子除了空间运动状态外，还存在一种运动状态叫自旋。地球公转示意图[任务一]认识电子自旋1925年，乌伦贝克和哥德斯密根据实验事实提出假设：电子除了空间运动状态外，还存在一种运动状态叫自旋。(1)电子自旋的取向：顺时针和逆时针两种取向（简称自旋相反）(2)符号表示：↑和↓表示自旋相反的电子1.电子自旋②电子能量与能层、能级有关，电子的空间运动状态与原子轨道有关，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。③一个原子中不可能存在运动状态完全相同的2个电子注：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。描述核外电子的运动状态①能层②能级③电子云空间伸展方向④电子自旋状态原子轨道1、某基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4，下列说法错误的是()A．该元素原子核外共有34个运动状态不同的电子B．该元素原子的最高能层符号为NC．该元素原子核外电子有18种空间运动状态D．该元素原子价层电子排布式为3d104s24p4D运动状态=电子数空间运动状态=轨道数之和原子光谱能量量子化能级能层原子结构示意图构造原理原子轨道电子排布式Na1s22s22p63s1电子自旋问题：核外电子在原子轨道中的排布应该如何表示呢？轨道表示式知识回顾2.轨道表示式（电子排布图）：是表述电子排布的一种图示。

表示方法：用方框（也可用圆圈）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（↑↓）表示一种自旋状态电子。

通常应在方框下方或上方标记能级符号，有时画出的能级上下错落，以表达能量高低不同。↑↓1s2s2p3s3p↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓Al↑

HH1s1O1s22s22p4原子轨道简并轨道：能量相同的原子轨道电子对单电子(未成对电子)自旋平行能级符号常用轨道表示式研究原子的核外电子在原子轨道中的排布。如氢和氧的基态原子的轨道表示式为练一练：1.请画出铝原子的轨道表示式铝原子外层有

个电子对，

有

个单电子。电子有

种空间运动状态，有

种运动状态不同的电子。131762.下列基态碳原子的轨道表示式哪个是正确的？①C1s↑↓↑↓↑↓2s2p②C1s↑↑↑↓↑↓2s2p2p③C↑1s↑↑↓↑↓

2s2p④C↓1s↑↑↓↑↓

2s√熟记第四周期未成对电子数规律

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归纳总结每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋方向相反（用“↓↑”表示）

泡利原理原子中不能容纳运动状态完全相同的电子泡利不相容原理为什么一个原子轨道里能容纳两个电子？[任务二]基态原子的核外电子排布原则1.泡利原理能级spdf原子轨道数1357最多容纳电子数261014这个原理被称为泡利原理（也称泡利不相容原理）。如2s2的电子排布图为

,不能表示为

。填多少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。C：1s22s22p2√洪特规则：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独

分占，且自旋平行。2.洪特规则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，而且自旋状态相同。

怎么填基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。(能量相同的原子轨道)（自旋方向相同）如：2p3的电子排布为

：

不能为：2p↑↓↑↑↓LiBeBC↑↓1s2s↑↓↑↑↓↑↓1s2s↑2p↑↓↑↓1s2s↑↑2p1s2sNO↑↓↑↓1s2s↑↑↑2p↑↓↑↓1s2s↑↑↑↓2pFNe↑↑↑↓↓↑↓1s2s2p↑↓↑↓1s2s2p↑↑↑↓↓↓↑↓第二周期元素原子的电子排布图（即轨道表示式）1.下列轨道表示式中哪个是硼的基态原子？为什么？↑↓↑↓↑1s2s2p√根据泡利原理，在一个原子轨道，最多容纳2个电子，且他们的自旋相反。2.下列轨道表示式中哪个是氧的基态原子？为什么？↑↓↑↓↑↓↑↑1s2s2p↑↓↑↓↑↓↑↓1s2s2p↑↓↑↓↑↓↑↓1s2s2p√根据洪特规则，基态原子里，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。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）特例：在简并轨道上的电子排布处于全满、半充满、全空状态，具有较低的能量和较大的稳定性。Cr：1s22s22p63s23p63d44s2Cu：1s22s22p63s23p63d94s2Cr：1s22s22p63s23p63d54s1Cu：1s22s22p63s23p63d104s1√√Cr[Ar]3d54s1↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑↑↑1s2s2p3s3p3d4s

3d简并轨道半满↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑↑↓1s2s2p3s3p3d4s

3d简并轨道没有半满或全满✔Cr[Ar]3d44s2Cu[Ar]3d104s1↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑1s2s2p3s3p3d4s

↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↓1s2s2p3s3p3d4s

3d简并轨道全满3d简并轨道没有半满或全满✔Cu[Ar]3d94s2

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简并轨道，并不适用于电子填入能量不同的轨道。试写出Fe3+和Cl-的轨道表示式。Fe3+Cl-[Ar]3d5↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑↑[Ne]3s23p61s2s2p3s3p

3d

↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓1s2s2p3s3p

3.能量最低原理－－自然界的普适规律

多电子原子在基态时核外电子优先占据能量最低的轨道。

相邻能级能量相差很大时，电子填入能量低的能级即可使整个原子能量最低(如所有主族元素的基态原子);(对于1～36号元素来说，应重点掌握和记忆“1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p”这一顺序)。

而当相邻能级能量相差不太大时，有1~2个电子占据能量稍高的能级可能反而降低了电子排斥能而使整个原子能量最低(如所有副族元素的基态原子)。

基态原子的核外电子排布遵循泡利原理、洪特规则和能量最低原理。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1.为什么基态K和Ca的价电子是4s1和4s2，而不是3d1和3d2。根据构造原理，3d能量大于4s能量，所以依据能量最低原理，电子填入能量低的能级可使整个原子的能量最低。提示深度思考2.下列有关碳原子的轨道表示式中，能量最低的是（

）A. B.C. D.

根据洪特规则，原子的核外电子在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低。A中2p轨道上两个电子挤在同一个轨道上；B、C中两个轨道上电子的自旋状态相反，均与洪特规则相违背；D中的排布符合洪特规则，能量最低。D解析深度思考3.写出15P、25Mn的轨道表示式，并按要求填空。15P：