1.1.2電子云和原子軌道能量最低原理泡利原理洪特規(guī)則課件高二下學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修2

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)第2課時(shí)電子云和原子軌道第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則三、電子云與原子軌道

氫原子的1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率分布圖

小點(diǎn)越密，表明概率密度越大。1.電子云小點(diǎn)是1s電子在原子核外出現(xiàn)外出現(xiàn)的概率密度的形象描述,s電子云為球形,p電子云是啞鈴狀。s電子云呈球形，p電子云呈啞鈴形或紡錘形。三、電子云與原子軌道1.電子云(1)電子云圖表示電子在核外空間某處出現(xiàn)的概率,不代表電子的運(yùn)動軌跡。(2)電子云圖中的小黑點(diǎn)是電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度的形象描述,小黑點(diǎn)越密,表明電子在核外出現(xiàn)的概率密度越大。(3)電子云圖很難繪制,使用不方便,故常使用電子云輪廓圖。常把電子出現(xiàn)的概率約為90%的空間圈出來球形輪廓圖電子云輪廓圖的繪制過程xyz三、電子云與原子軌道【思考與討論】你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？①不同能層s能級電子的電子云形狀一致，均為球形。②能層越高，s電子的電子云半徑越大。相同原子的s電子的電子云輪廓圖原因：由于電子能量依次增高，電子在離核更遠(yuǎn)的區(qū)域出現(xiàn)的概率增大，電子云越來越向更大的空間擴(kuò)展2.原子軌道三、電子云與原子軌道除s電子云外，其他電子云都不是球形的。例如p電子的原子軌道呈啞鈴狀。p能級有三個(gè)原子軌道，它們互相垂直，分別以px、py、pz表示，同一能層中px、py、pz的能量相同，如2px、2py、2pz。P軌道的空間取向性：相互垂直的三個(gè)方向即x軸、y軸、z軸原子軌道---p軌道原子軌道---d軌道原子軌道---s、p、d、f軌道S能級的原子軌道P能級的原子軌道d能級原子軌道有5個(gè)f能級原子軌道有7個(gè)原子軌道能層數(shù)KLMNOPQn能級數(shù)1234567軌道能級包含的原子軌道數(shù)nn2（1）ns能級各有1個(gè)原子軌道；（2）np能級各有3個(gè)原子軌道；

（3）nd能級各有5個(gè)原子軌道；（4）nf能級各有7個(gè)原子軌道；2.原子軌道能層能級原子軌道數(shù)原子軌道符號電子云輪廓圖形狀取向K1s——L2s——2pM3s——3p3d——————11s球形——12s球形——32px、2py、2pz啞鈴形相互垂直13s球形——33px、3py、3pz啞鈴形相互垂直5——————三、電子云與原子軌道小結(jié)①s原子軌道是球形的，p原子軌道是紡錘形的②能層序數(shù)n越大，原子軌道的半徑越大；③不同能層的同種能級的原子軌道形狀相似，只是半徑不同；相同能層的同種能級的原子軌道形狀相似，半徑相同，能量相同，方向不同；④s能級只有一個(gè)原子軌道；p能級有3個(gè)原子軌道，互相垂直，可分別以px、py、pz表示，能量相等。如2px、2py、2pz軌道的能量相等。3.電子自旋三、電子云與原子軌道電子除空間運(yùn)動狀態(tài)外，還有一種狀態(tài)叫做自旋。(伸展方向)電子自旋在空間有順時(shí)針和逆時(shí)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。電子自旋①自旋是微觀粒子普遍存在的一種如同電荷、質(zhì)量一樣的內(nèi)在屬性。②能層、能級、原子軌道和自旋狀態(tài)四個(gè)方面共同決定電子的運(yùn)動狀態(tài)，電子能量與能層、能級有關(guān)，電子運(yùn)動的空間范圍與原子軌道有關(guān)。在構(gòu)建基態(tài)原子時(shí)，電子將盡可能占據(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。（遵循構(gòu)造原理）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(diǎn)掌握和記憶“”這一順序)。四、能量最低原理1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p122334345五、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）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五、泡利原理↑↓1s2s2p3s↑↓↑↑↓↑↓↑↓Na1s22s22p63s1Na①用□或○代表一個(gè)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○要相互連接五、泡利原理④箭頭表示一種自旋狀態(tài)的電子，一個(gè)箭頭表示一個(gè)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(gè)電子排布圖中各能級的排列順序要與相應(yīng)的電子排布式一致;③通常在方框下方或者上方標(biāo)記能級符號;↑↓1s2s2p3s↑↓↑↑↓↑↓↑↓Na1s22s22p63s1Na五、泡利原理電子排布的軌道表示式（電子排布圖）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(gè)單電子。六、洪特規(guī)則基態(tài)原子中，填入能量相同的不同軌道（簡并軌道）的電子總是先單獨(dú)分占，且自旋平行。2p3的電子排布圖XX√六、洪特規(guī)則下列基態(tài)碳原子的軌道表示式正確的是（）②C1s↑↑↑↓↑↓2s2p①C1s↑↓↑↓↑↓2s2p2p③C↑1s↑↑↓↑↓

2s2p④C↓1s↑↑↓↑↓

2s六、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)則適用于電子填入能量相同的不同軌道(簡并軌道)如np、nd、nf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(shí)（p0，d0，f0）半充滿（p3，d5，f7）↑↑↑np3對于能量相同的軌道(同一能級),當(dāng)電子排布處于全滿、半滿、全空時(shí)比較穩(wěn)定,整個(gè)體系的能量最低。Cr：1s22s22p63s23p63d44s2Cu：1s22s22p63s23p63d94s2Cr：1s22s22p63s23p63d54s1Cu：1s22s22p63s23p63d104s1√√六、洪特規(guī)則特例本課時(shí)知識總結(jié)【拓展提升】(1)最外層只有1個(gè)未成對電子的元素(2)最外層有2個(gè)未成對電子的元素(3)最外層有3個(gè)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(gè)未成對電子)。課堂練習(xí)1.下列軌道表示式中哪個(gè)是硼的基態(tài)原子？A.B.√C.2.下列原子的軌道表示式中，符合洪特規(guī)則的是A. B.C. D.歸納總結(jié)注意：書寫軌道表示式時(shí)，常出現(xiàn)的錯誤及正確書寫3.下列關(guān)于硅原子的核外電子排布表示方法中，錯誤的是A.1s22s22p63s23p2B.[Ne]3s23p2C.D.4.按要求填空。(1)17Cl的電子排布式：______________。(2)17Cl的價(jià)電子排布式：_______。(3)17Cl－的電子式：___________。1s22s22p63s23p53s23p5(4)17Cl的價(jià)電子軌道表示式：__________________。(5)17Cl的原子結(jié)構(gòu)示意圖：________。(6)第四周期中最外層只有1個(gè)電子的所有基態(tài)原子的簡化電子排布式：______________________________。[Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s15.(1)氧元素基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)為____個(gè)，第三周期中有兩個(gè)成單電子的元素符號________(填一種即可)，M層上有2對成對電子的原子最外層共有___種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子。Si(或S)62(2)1～36號元素原子中未成對電子數(shù)為2的元素符號及價(jià)電子排布式_________________________________________________。C：2s22p2，S