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4课时

泡利原理、洪特规则、能量最低原理

【复习回顾】能级spdf原子轨道数单轨道容纳电子数13

5

7【思考】

(1)核外电子在原子轨道中按照什么规律排布?

(2)核外电子在原子轨道中的排布应该如何表示?2222【讲授指导】电子自旋和泡利原理

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（

↑

和

↓

）表示自旋相反的电子。

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，这个原理被称为泡利原理（也称泡利不相容原理）。【讲授指导】电子自旋和泡利原理【注意】

①自旋是微观粒子普遍存在的一种属性③电子的运动状态空间运动状态（原子轨道）电子自旋④同一个原子中不可能存在两个或两个以上的电子处于

完全相同的运动状态。②电子能量

能层能级【讲授指导】电子排布的轨道表示式（电子排布图）1.表示方法：

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（↑或↓）表示一种自旋状态电子。O2s2p1s↑↑↓↑↑↓↑↓简并轨道：方框相连箭头同向的单电子称自旋平行电子对在方框下方或上方标记能级符号【讲授指导】原子轨道2.轨道表示式中各符号数字的意义：（1）铝原子外层有

个电子对，有

个单电子。（2）电子有

种空间运动状态，有

种运动状态不同的电子。13176基态碳原子可能的轨道表示式C↑↓1s2s↑↓①C↑↓1s2s↑↓↑↑②C↑↓1s2s↑↓↑③C↑↓1s2s↑↓↑④↑↓2p2p2p2p↑↓哪一种轨道表示式正确表达了基态碳原子核外电子的排布呢？【思考交流】【讲授指导】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，称为洪特规则。2p基态C原子轨道表示式：↑1s↑↑↓↑↓

2s

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。洪特规则的特例【注意】①洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子。

②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。【思考交流】(1)下列轨道表示式中哪个是硼的基态原子?为什么?(2)下列轨道表示式中哪个是氧的基态原子?为什么?违背了泡利原理✘✔BC选项违背了洪特规则✘✔【巩固训练】1.请写出以下元素基态原子的轨道表示式。1s↑↑↓↑↓↑↑2s2pN1s↑↓↑↓↑↓↑↑2s2pO1s↑↓↑↓↑↓↑↓↑2s2pF【讲授指导】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。只有一组全满的简并轨道有两组半满的简并轨道体系能量较低原子较稳定体系能量高原子不稳定3d4s↑↓Cr↑↑↑↑3d4s↑Cr↑↑↑↑↑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。

【思考讨论】1.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轨道表示式是

，而不是

？3.为什么基态Sc的价层电子排布是3d14s2，而不是4s3?不符合能量最低原理不符合洪特规则不符合泡利原理

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。【巩固训练】2.写出铁原子、亚铁离子、铁离子的价电子轨道表示式。26Fe↑↓4s↑↓↑↑3d↑↑Fe3+Fe2+↑↓↑↑3d↑↑↑↑↑3d↑↑3d63d