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2

第一章原子结构与性质第一节原子结构第4课时

学习

目标第4课时能量最低原理、泡利原理和洪特规则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。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？为什么一个原子轨道里能容纳两个电子？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(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一、基态原子的核外电子排布原则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。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2.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。3.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）2p3的电子排布图√XX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）注：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√√总结：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。HH1s1O1s22s22p44.轨道表示式（电子排布图）：是表述电子排布的一种图示。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1、用□或〇代表一个原子轨道，能量相同的原子轨道（简并轨道）的方框相连。在方框的下方用能级符号表示轨道所属能级。2、各轨道按照离核由近到远，从左到右依次排列。4、通常在方框下方或上方标记能级符号。3、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（或称未成对电子），箭头同向的单电子称自旋平行。HH1s1O1s22s22p45、有时画出的能级上下错落，以表达能量高低不同。↑↓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）

练习1、请写出Li、Be、B的轨道表示式。↑↓LiBeB↑↓1s2s↑↓↑↑↓↑↓1s2s↑2p1s2s2.下列轨道表示式中，哪个是硼的基态原子？为什么？3.下列轨道表示式中，哪个是氧的基态原子？为什么？答案：A。在一个原子轨道里，最多只能容纳两个电子，它们自旋相反。答案：A。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。练一练：4.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。131765.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√洪特规则是针对电子填入简并轨道而言的,并不适用于电子填入能量不同的轨道。在构建基态原子时，电子将尽可能地先占据能量低的原子轨道，使整个原子的能量最低。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。5.能量最低原理－－自然界的普适规律铁原子的电子排布图↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑洪特规则泡利原理能量最低原理1s2s2p3p3d3s4s1.为什么基态氦原子的电子排布是1s2而不是1s12s1？2.为什么基态氮原子的电子轨道表示式是，而不是？3.为什么基态钾原子和钙原子的价电子排布是4s1和4s2，而不是3d1和3d2？泡利原理洪特规则能量最低原理泡利原理注意：书写轨道表示式时，常出现的错误及正确书写1s↑↑↓2s2pA1s↑↑↓2s2pB1s↑↓↑2s2pC1s↑↓↑2s2pD基态原子1个电子1s→2s还有1个电子1s→2p1个电子1s→2s2个电子1s→2p4、以下锂原子的轨道表示式表示的状态中，能量最高的是（），能量最低的是（）CD

例1.写出5、6、7、8、9号元素的核外电子排布式。并记住各主族元素最外层电子排布式的特点(成对电子对的数目、未成对电子数和它占据的轨道)。[答案]B:1s22s22p1成对电子对的数目:2未成对电子数:1未成对电子占据的轨道:2pC:1s22s22p2成对电子对的数目:2未成对电子数:2未成对电子占据的轨道:2pN:1s22s22p3成对电子对的数目:2未成对电子数:3未成对电子占据的轨道:2pO:1s22s22p4成对电子对的数目:3未成对电子数:2未成对电子占据的轨道:2pF:1s22s22p5成对电子对的数目:4未成对电子数:1未成对电子占据的轨道:2p例2.下列叙述正确的是(

)A.[Ar]3d64s2是基态铁原子的电子排布B.铬原子的电子排布式:1s22s22p63s23p64s13d5C.铜原子的外围电子排布式是3d94s2D.氮原子的电子排布图是A

[解析]

B项,书写电子排布式,不能按填充顺序书写,而应按照能层从左到右书写;C项,d轨道应是全充满时稳定;D项违反了洪特规则。例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.[解析]A、B两项是电子排布式,C、D两项是电子排布图,其中C项违背了洪特规则,故错误。C(1)核外电子排布所遵循的规律①能量最低原理: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。②泡利原理:在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子且自旋相反。③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。基态原子核外电子排布的规则(2)构造原理中的“能级交错”现象。从构造原理示意图可以看出,从第三能层就会出现能级交错现象,这是因为3d能级的能量高于4s能级。按能量最低原理,电子在进入核外电子层时,不是排完3p就排3d,而是先排4s,排完4s才排3d。由于能级交错,在次外层未达最大容量之前,已出现了最外层,而且最外层未达最大容量时,又进行次外层电子的填充,所以原子最外层和次外层电子数常常达不到最大容量。(3)洪特规则特例。有少数元素基态原子的电子排布对于排布原则有1个电子的偏差。因为能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(p3和d5)和全空(p0和d0)状态时,体系能量较低,原子较稳定。如:Cr1s22s22p63s23p63d44s2(错误);实际为1s22s22p63s23p63d54s1Cu1s22s22p63s23p63d94s2(错误);实际为1s22s22p63s23p63d104s1表示方法原子结构示意