原子結構（第4課時 泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理）【知識建構+拓展延伸】 高二化學精講精練（人教版2019選擇性必修2）

第一節(jié)

原子結構課時4泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理第一章原子結構與性質01學習目標

CONTENT電子自旋和泡利原理02洪特規(guī)則03能量最低原理

為什么每個原子軌道中最多可容納兩個電子，那么這兩個電子的運動狀態(tài)有什么差異呢？氫原子光譜實驗鈉原子光譜實驗【思考與討論】1925年，烏倫貝克和哥德斯密根據(jù)實驗事實提出假設：電子除了空間運動狀態(tài)外，還存在一種運動狀態(tài)叫自旋。電子自旋電子除空間運動狀態(tài)外，還有一種狀態(tài)叫做自旋。電子自旋

電子自旋在空間有順時針和逆時針兩種取向，簡稱自旋相反，常用上下箭頭（“↑”“↓”）表示自旋相反的電子。①自旋是微觀粒子普遍存在的一種如同電荷、質量一樣的內在屬性。②能層、能級、原子軌道和自旋狀態(tài)四個方面共同決定電子的運動狀態(tài)，電子能量與能層、能級有關，電子運動的空間范圍與原子軌道有關電子自旋

在一個原子軌道里,最多只能容納2個電子,且它們的自旋相反。這個原理被稱為泡利原理（也稱泡利不相容原理）（1）軌道表示式（又稱電子排布圖）：表示電子排布的一種圖式，如鈉

的基態(tài)原子的軌道表示式如下：↑↓1s2s2p3s↑↓↑↑↓↑↓↑↓Na1s22s22p63s1Na泡利原理↑↓1s2s2p3s↑↓↑↑↓↑↓↑↓Na1s22s22p63s1Na泡利原理1、用□或○代表一個原子軌道，能量相同的原子軌道（簡并軌道）的方框

相連。不同能級中的□或○要相互分開，同一能級中的□或○要相互連接4、箭頭表示一種自旋狀態(tài)的電子，一個箭頭表示一個電子，↓↑”稱電子

對，“↓”或“↑”表示單電子，箭頭同向，自旋平行，箭頭相反，自

旋相反。2、整個電子排布圖中各能級的排列順序要與相應的電子排布式一致3、通常在方框下方或者上方標記能級符號↑↓1s2s2p3s↑↓↑↑↓↑↓↑↓Na1s22s22p63s1Na泡利原理電子排布的軌道表示式泡利原理鋁原子核外電子排布式

鋁原子外層成對電子對的數(shù)目為6,有一個單電子。1、請寫出Li、Be、B的軌道表示式。Li1s↑↓↑2sBe1s↑↓↑↓2sB1s↑↑↓↑↓2s2p【課堂練習】請寫出基態(tài)碳原子可能的軌道表示式。②C1s↑↑↑↓↑↓2s2p①C1s↑↓↑↓↑↓2s2p2p③C↑1s↑↑↓↑↓

2s2p④C↓1s↑↑↓↑↓

2s哪個正確呢？【思考與討論】洪特規(guī)則基態(tài)原子中，填入簡并軌道的電子總是先單獨分占，且自旋平行。2p3的電子排布圖XX√請寫出基態(tài)碳原子可能的軌道表示式。②C1s↑↑↑↓↑↓2s2p①C1s↑↓↑↓↑↓2s2p2p③C↑1s↑↑↓↑↓

2s2p④C↓1s↑↑↓↑↓

2s哪個正確呢？【思考與討論】√洪特規(guī)則洪特規(guī)則不僅適用于基態(tài)原子，也適用于基態(tài)離子洪特規(guī)則適用于電子填入簡并軌道，并不適用于電子填入能量不同的軌道洪特F.Hund,1896—1997能量較低狀態(tài)穩(wěn)定全充滿（p6，d10，f14）全空時（p0，d0，f0）半充滿（p3，d5，f7）

↑

↑

↑np3對于能量相同的軌道(同一能級),當電子排布處于全滿、半滿、全空時比較穩(wěn)定,整個體系的能量最低。Cr：1s22s22p63s23p63d44s2Cu：1s22s22p63s23p63d94s2Cr：1s22s22p63s23p63d54s1Cu：1s22s22p63s23p63d104s1√√1.下列軌道表示式中哪個是硼的基態(tài)原子？為什么？A.B.√【課堂練習】2.下列軌道表示式中哪個是氧的基態(tài)原子？為什么？ACB√【課堂練習】能量最低原理在構建基態(tài)原子時，電子盡可能地先占有能量低的軌道，然后進入能量高的軌道，使整個原子的能量處于最低狀態(tài)能級的能量高低順序如構造原理所示(對于1～36號元素來說，應重點掌握和記憶“”這一順序)。1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p

在構建基態(tài)原子時，電子將盡可能占據(jù)能量最低的原子軌道,使整個原子的能量最低,這就是能量最低原理。(1)最外層只有1個未成對電子的元素(2)最外層有2個未成對電子的元素(3)最外層有3個未成對電子的元素(4)核外電子排布中，未成對電子數(shù)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個未成對電子)。【拓展提升】基態(tài)原子核外電子排布規(guī)律能量最低原理泡利原理洪特規(guī)則構造原理【課堂小結】1.“各能級最多容納的電子數(shù),是該能級原子軌道數(shù)的二倍”,支

撐這一結論的理論是 (

)A.構造原理

B.泡利原理C.洪特規(guī)則 D.能量最低原理B2.某原子核外電子排布為ns2np7,它違背了(

)A.泡利原理 B.能量最低原理C.洪特規(guī)則 D.洪特規(guī)則特例【課堂練習】A3.下列關于硅原子的核外電子排布表示方法中,錯誤的是(

)A.