1.1.4泡利原理洪特規(guī)則能量最低原理課件高二化學(xué)人教版選擇性必修2

第一章第1節(jié)

原子結(jié)構(gòu)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第4課時(shí)

泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理新課導(dǎo)入核外電子的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為一個(gè)原子軌道.ns、np原子軌道分別為球形和啞鈴形且含有的軌道數(shù)目分別為s：1個(gè)、p:3個(gè)、d：5個(gè)、f：7個(gè)ns、np、nd、nf能級(jí)最多能容納的電子數(shù)為1、3、5、7的2倍從已知的信息中你能得出什么結(jié)論？思考交流每個(gè)原子軌道最多只能容納2個(gè)電子這2個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)又是什么樣呢？為什么一個(gè)軌道允許容納兩個(gè)電子？思考交流鈉的最外層只有一個(gè)電子，光譜里呈現(xiàn)兩條能量相近的線，氫原子只有一個(gè)電子，也出現(xiàn)兩條能量相近的線大膽猜想：一個(gè)電子也可能呈現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)思考交流斯特恩-蓋拉赫實(shí)驗(yàn)只有1個(gè)最外層電子的銀原子在外加電場(chǎng)里加速飛行通過(guò)一個(gè)不對(duì)稱磁場(chǎng)時(shí)會(huì)分成兩束1925年，烏倫貝克和哥德斯密提出：電子除了空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)外，還存在一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)叫自旋戰(zhàn)01自旋和泡利原理電子自旋自旋相反電子自旋在空間有順時(shí)針和逆時(shí)針兩種取向，簡(jiǎn)稱自旋相反

常用上下箭頭（↑和↓）表示自旋相反的電子.1925年，烏倫貝克和哥德斯密根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)提出假設(shè)：電子除了空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)外，還存在一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)叫自旋。戰(zhàn)01自旋和泡利原理泡利原理

在一個(gè)原子軌道里,最多只能容納2個(gè)電子,且它們的自旋相反。這個(gè)原理被稱為泡利原理（也稱泡利不相容原理）“不相容”是指同一個(gè)原子軌道不能容納2個(gè)自旋取向相同的電子。(夫妻同住一個(gè)房子)

能級(jí)nsnpndnf原子軌道數(shù)最多容納電子數(shù)2610141357如何表示出電子在軌道中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)呢？思考如：He1s21s1s泡利原理(夫妻同住一個(gè)房子)

×電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由能層、能級(jí)、原子軌道和自旋狀態(tài)四個(gè)方面共同決定補(bǔ)充戰(zhàn)02軌道表示式例如軌道表示式軌道表示式（又稱電子排布圖）是表述電子排布的一種圖式

用方框（也可用圓圈）表示原子軌道，能量相同的原子軌道（簡(jiǎn)并軌道）的方框相連，箭頭（↑↓）表示一種自旋狀態(tài)電子?！?s

2s

2p↑↓↑↓↑↑OH↑1s能級(jí)符號(hào)原子軌道單電子（未成對(duì)電子）“↑↓”代表自旋相反的電子對(duì)能量相同的原子軌道（簡(jiǎn)并軌道）自旋平行方框的上方或下方寫(xiě)：能級(jí)符號(hào)課堂練習(xí)：請(qǐng)畫(huà)出鋁原子的軌道表示式鋁原子外層有

個(gè)電子對(duì)，有

個(gè)單電子。電子有

種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，有

種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子。13176注意：

①電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)指的是原子軌道

②運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：原子中一個(gè)電子是一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，有幾個(gè)電子，則有幾種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

③一個(gè)原子中不可能存在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的2個(gè)電子原子軌道數(shù)電子數(shù)52%45%39%70%03洪特規(guī)則洪特規(guī)則基態(tài)原子中，填入簡(jiǎn)并軌道的電子總是先單獨(dú)分占，且自旋平行2p3的電子排布為

不能為2p4的電子排布為

不能為↑↓↑↓

2p↑↓↑↓

2p使用范圍2、洪特規(guī)則適用于電子填入簡(jiǎn)并軌道，并不適用于電子

填入能量不同的軌道1、洪特規(guī)則不僅適用于基態(tài)原子，也適用于基態(tài)離子女士?jī)?yōu)先思考討論1、利用泡利原理寫(xiě)出基態(tài)碳原子的可能軌道排布式C:↑↓1s

2s

2p↑↓↑↑C:↑↓1s

2s

2p↑↓↑C:↓有

種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，有

種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子。46軌道數(shù)電子數(shù)√練習(xí)：請(qǐng)寫(xiě)出以下元素原子的軌道表示式。1s↑↑↓↑↓↑↑2s2pN1s↑↓↑↓↑↓↑↑2s2pO1s↑↓↑↓↑↓↑↓↑2s2pF52%39%70%洪特規(guī)則特例相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)全充滿：p6、d10、f14半充滿：p3、d5、f7全空：

p0、d0、f003洪特規(guī)則能量相同的簡(jiǎn)并軌道在______、_____和_______條件時(shí)，體系能量較低，原子較穩(wěn)定。光譜實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)45%3d4s↑↓Cr↑↑↑↑3d4s↑Cr↑↑↑↑↑只有一組全滿的簡(jiǎn)并軌道有兩組半滿的簡(jiǎn)并軌道全滿半滿全空半充滿狀態(tài)√3d4s↑↓↑↑↓↑↓↑↓↑↓Cu3d4s↑↓↑↓↑↑↓↑↓↑↓Cu全充滿狀態(tài)√【思考與討論】

課本P16（1）

下列軌道表示式中哪個(gè)是硼的基態(tài)原子？為什么？A.B.（2）下列軌道表示式中哪個(gè)是氧的基態(tài)原子？為什么？ACB

根據(jù)泡利原理，在一個(gè)原子軌道里最多只能容納2個(gè)電子，且它們的自旋相反。

根據(jù)洪特規(guī)則，基態(tài)原子中，填入簡(jiǎn)并軌道的電子總是先單獨(dú)分占，且自旋平行√√04能層與能級(jí)能量最低原理

在構(gòu)建基態(tài)原子時(shí)，電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道，使整個(gè)原子的能量最低，這就是能量最低原理。04能層與能級(jí)能量最低原理整個(gè)原子的能量由核電荷數(shù)、電子數(shù)和電子狀態(tài)三個(gè)因素共同決定。1、相鄰能級(jí)能量相差很大時(shí)，電子填入能量較低的能級(jí)可使原子能量最低。如所有主族元素的基態(tài)原子。2、當(dāng)相鄰能級(jí)能量差別不大時(shí)，有1-2個(gè)電子填入能量稍高的能級(jí)可能反而降低電子的排斥能，進(jìn)而使原子整體能量最低。如所有副族元素的基態(tài)原子。思考討論1.為什么基態(tài)氦原子的電子排布是1s2而不是1s12s13、為什么基態(tài)Sc的價(jià)層電子排布是3d14s2，而不是4s3？2、為什么基態(tài)氮原子的軌道表示式，而不是

不滿足能量最低原理不滿足洪特規(guī)則不滿足泡利原理，一個(gè)原子軌道，最多只能容納2個(gè)電子課本P16鐵原子的電子排布圖↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑洪特規(guī)則泡利原理能量最低原理1s2s2p3p3d3s4s結(jié)論：基態(tài)原子的核外電子排布遵循泡利原理、洪特規(guī)則和能量最低原理。違背任意一個(gè)，能量就不是最低，就不是基態(tài)。2、若將15P原子的電子排布式寫(xiě)成

它違背了()

A.能量最低原理 B.泡利原理

C.洪特規(guī)則

D.能量守恒原理1.在2p能級(jí)上最多容納6個(gè)電子，其依據(jù)的規(guī)律是（

）A.能量最低原理B.泡利原理C.洪特規(guī)則D.能量最低原理和泡利原理課堂練習(xí)BC課堂練習(xí)3、下列電子排布式或軌道表示式正確的是（）A.C的軌道表示式：B.Ca的電子排布式：1s22s22p63s23p63d2C.N的軌道表示式：D.Br－的電子排布式：[Ar]3d104s24p6D課堂小結(jié)三大原理泡利原理洪特規(guī)則自旋相反優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)簡(jiǎn)并軌道構(gòu)造原理能量最低原理洪特規(guī)則特例軌道排布圖核外電子排布的表示方法微專題1核外電子排布的表示方法原子(離子)結(jié)構(gòu)示意圖含義將每個(gè)能層上的電子總數(shù)表示在原子核外的式子實(shí)例電子排布式含義用數(shù)字在能級(jí)符號(hào)右上角標(biāo)明該能級(jí)的電子數(shù)，這就是電子排布式實(shí)例K：1s22s22p63s23p64s1簡(jiǎn)化電子排布式含義為了避免電子排布式書(shū)寫(xiě)過(guò)于復(fù)雜，可把內(nèi)層電子達(dá)到稀有氣體原子結(jié)構(gòu)的部分，以相應(yīng)稀有氣體元素符號(hào)外加方括號(hào)來(lái)表示實(shí)例K：[Ar]4s1價(jià)層電子排布式含義化學(xué)反應(yīng)中可能發(fā)生電子變動(dòng)的能級(jí)稱為價(jià)電子層(簡(jiǎn)稱價(jià)層)。主族元素原子的價(jià)層電子指最外層電子，價(jià)層電子排布即最外層電子排布；副族元素原子的價(jià)層電子除最外層電子外，還可包括次外層電子實(shí)例Al：3s23p1軌道表示式含義每個(gè)方框代表一個(gè)原子軌道，每個(gè)箭頭代表一種自旋狀態(tài)的電子實(shí)例Al微專題1核外電子排布的表示方法電子式含義化學(xué)中常在元素符號(hào)周圍用“·”或“×”來(lái)表示元素原子的最外層電子，相應(yīng)的式子叫作電子式實(shí)例1、【2018年全國(guó)卷Ⅰ理綜35】Li是最輕的固體金屬，采用Li作為負(fù)極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優(yōu)良性能，得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）下列Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中，能量最低和最高的分別為_(kāi)____、_____（填標(biāo)號(hào)）。C．B．A．D．DC高考真題4、[21全國(guó)甲卷]Si的價(jià)電子層的電子排式為

。3s23p2[21廣東卷]基態(tài)硫原子價(jià)電子排布式為

。3s23p4[21山東卷]基態(tài)F原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有

種。9[21湖南卷]基態(tài)硅原子最外層的電子排布圖為

。2、（2021·廣東汕頭二模）(1)光刻膠常含C、