電子云與原子軌道、泡利原理、洪特原理、能量最低原理高中化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)第2課時電子云與原子軌道泡利原理、洪特原理、能量最低原理1.認(rèn)識基態(tài)原子中核外電子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特規(guī)則等。2.知道電子的運動狀態(tài)可通過原子軌道和電子云模型來描述。課程目標(biāo)[新課?導(dǎo)入]原子核外電子的運動狀態(tài)是怎么樣的呢？量子力學(xué)1913年，玻爾提出氫原子模型，電子在線性軌道上繞核運行，然而到了1926年，玻爾建立的線性軌道模型被量子力學(xué)推翻。[基礎(chǔ)?初探]1.電子云(1)概率密度用P表示電子在某處出現(xiàn)的概率，V表示該處的體積，則

稱為概率密度，用ρ表示。(2)電子云由于核外電子的

分布看起來像一片云霧，因而被形象地稱作電子云。換句話說，電子云是處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述。概率密度[基礎(chǔ)?初探](3)電子云輪廓圖②s電子、p電子的電子云輪廓圖①含義：繪制電子云輪廓圖的目的是表示

輪廓的形狀，對核外電子的空間狀態(tài)有一個形象化的簡便描述。如1s電子云輪廓圖的繪制：s能級的電子云輪廓是

，只有一種空間伸展方向。p能級的電子云輪廓是

，有三種空間伸展方向。同一原子的s電子的電子云輪廓圖Px、Py、Pz上的電子云輪廓圖電子云球形啞鈴形[基礎(chǔ)?初探](1)定義量子力學(xué)把電子在原子核外的一種

狀態(tài)稱為一個原子軌道。各能級的一個伸展方向的

即表示一個原子軌道。2.原子軌道能層能級原子軌道數(shù)原子軌道名稱電子云輪廓圖的性質(zhì)與取向形狀取向K1s11s球形L2s12s球形2p32px、2py、2pz啞鈴形相互垂直M3s13s球形3p33px、3py、3pz啞鈴形相互垂直3d5………………空間運動電子云輪廓圖[基礎(chǔ)?初探]能層能級原子軌道數(shù)原子軌道名稱電子云輪廓圖的性質(zhì)與取向能層能級N4s14s球形4p34px、4py、4pz啞鈴形相互垂直4d5………………4f7………………………………………………(2)形狀①s電子的原子軌道呈球形，能層序數(shù)越大，原子軌道的半徑越

。大[基礎(chǔ)?初探]②p電子的原子軌道呈啞鈴形，能層序數(shù)越大，原子軌道的半徑越

。(3)各能級所含有原子軌道數(shù)目能級符號nsnpndnf軌道數(shù)目1357大(1)不同能層的同種能級的原子軌道形狀

，只是半徑

。能層序數(shù)n越大，原子軌道的半徑

。如：(2)s能級只有

個原子軌道。p能級有

個原子軌道，它們互相垂直，分別以px、py、pz表示。在同一能層中px、py、pz的能量

。(3)原子軌道數(shù)與能層序數(shù)(n)的關(guān)系是原子軌道為

個。原子軌道與能層序數(shù)的關(guān)系相同不同越大31n2相同[基礎(chǔ)?初探]3.泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理(1)電子自旋與泡利原理①自旋：電子自旋有順時針和逆時針兩種狀態(tài)，常用上下箭頭（↑和↓）表示自旋狀態(tài)相反的電子。②泡利原理：在一個原子軌道里，最多只能容納

個電子，而且它們的自旋狀態(tài)

，這個原理由泡利首先提出，稱為泡利原理。如He:1s軌道里的2個電子自旋相反，即一個電子順時針運動，而另一個電子逆時針運動。2相反[基礎(chǔ)?初探](2)電子排布的軌道表達(dá)式軌道表示式（又稱電子排布圖）是表述電子排布的一些種圖式，以鋁原子為例，電子排布圖中各符號、數(shù)字的意義如下：在電子排布圖中也可以用圓圈表示一個原子軌道，如Na：或?qū)懗蒣Ne][基礎(chǔ)?初探](3)洪特規(guī)則當(dāng)電子排布在同一能級(能量相同)的不同軌道時，總是

占據(jù)一個軌道，而且自旋方向

。如碳原子的電子排布圖是

，而不是。優(yōu)先單獨相同試寫出鉻(24Cr)的價電子排布、銅(29Cu)的價電子排布。鉻(24Cr)的價電子排布：1s22s22p63s23p63d54s1銅(29Cu)的價電子排布：1s22s22p63s23p63d104s1特例：當(dāng)同一能級上的電子排布為全充滿（p6、d10、f14）、半充滿（p3、d5、f7）和全空狀態(tài)（p0、d0、f0）時，具有較低的能量和較大的穩(wěn)定性。(4)能量最低原理[基礎(chǔ)?初探]在構(gòu)建基態(tài)原子時，電子將盡可能地占據(jù)能量

的原子軌道，使整個原子的能量最低，這就是能量最低原理。能級的能量高低順序如構(gòu)造原理所示(對于1～36號元素來說，應(yīng)重點掌握和記憶“

”這一順序)。最低1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p易錯誤區(qū)1.忽視能量最低原理如B：錯寫成2.忽略泡利原理如C：錯寫成3.忽略洪特規(guī)則如N：錯寫成或基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練[課