泡利原理洪特规则三课件

1、泡利原理洪特规则三 第一章第一章 原子结构与性质原子结构与性质 第一节第一节 原子结构原子结构 ( (第二课时第二课时) ) 泡利原理洪特规则三 原原 子子 结结 构构 一、能层与能级一、能层与能级 二、构二、构 造造 原原 理理 三、原子基态、激发态、光谱三、原子基态、激发态、光谱 四、电子云、原子轨道、泡利原理四、电子云、原子轨道、泡利原理 及洪特规则及洪特规则 泡利原理洪特规则三 上节课我们学习了什么？上节课我们学习了什么？ 核外电子的核外电子的排布排布 泡利原理洪特规则三 核外电子分层排布核外电子分层排布 电子按能量高低在核外分层排布电子按能量高低在核外分层排布(KLMN)(KLMN)

2、。 泡利原理洪特规则三 构造原理构造原理 1 K 一一 能层能层能级数能级数 2 L 二二 7 7 Q 七七 6 P 六六 5 O 五五 4 N 四四 3 M 三三 泡利原理洪特规则三 生活中的光现象生活中的光现象 四、能量最低原理、基态、激发态、光谱四、能量最低原理、基态、激发态、光谱 泡利原理洪特规则三 阅读教材阅读教材7-87-8页页 原子的电子排布原子的电子排布遵循构造原理遵循构造原理能使整个原子能使整个原子 的能量处于最低状态的能量处于最低状态 吸收能量吸收能量 能量释放能量释放 应用：应用： 1、能量最低、能量最低 原理原理: 基态原子基态原子 激发态原子激发态原子 原子光谱原子光

3、谱 光谱分析光谱分析 -发现新元素发现新元素 -鉴定元素鉴定元素 （低能）（低能）（高能）（高能） 光（辐射）光（辐射）电子释放能量的重要形式之一电子释放能量的重要形式之一 泡利原理洪特规则三 2 2、原子光、原子光 谱：谱： 不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可 以用光谱摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱的总称。以用光谱摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱的总称。 泡利原理洪特规则三 锂、氦、汞的发射与吸收光谱 泡利原理洪特规则三 以下电子排布式能表示基态原子的是（以下电子排布式能表示基态原子的是（ ） A1s22s22p63

4、s13p3 B1s22s23s1 C1s22s22p63s23p63d24s1 D1s22s22p63s23p63d104s2 4p1 D 激发态激发态 泡利原理洪特规则三 应应 用用 反反 馈馈 1、同一原子的基态和激发态相比较、同一原子的基态和激发态相比较 （ ） A、基态时的能量比激发态时高、基态时的能量比激发态时高 B、基态时比较稳定、基态时比较稳定 C、基态时的能量比激发态时低、基态时的能量比激发态时低 D、激发态时比较稳定、激发态时比较稳定 B、C 2、生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁、生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁 有关的是有关的是 （ ） A、钢铁长期使用后生锈、

5、钢铁长期使用后生锈 B、节日里燃放的焰火、节日里燃放的焰火 C、金属导线可以导电、金属导线可以导电 D、卫生丸久置后消失、卫生丸久置后消失 B 泡利原理洪特规则三 应应 用用 反反 馈馈 3、比较多电子原子中电子能量大小的依据是、比较多电子原子中电子能量大小的依据是 （ ） A元素原子的核电荷数元素原子的核电荷数 B原子核外电子的多少原子核外电子的多少 C电子离原子核的远近电子离原子核的远近 D原子核外电子的大小原子核外电子的大小 C 4、当氢原子中的电子从、当氢原子中的电子从2p能级，向其他低能量能级能级，向其他低能量能级 跃迁时跃迁时 ( ) A. 产生的光谱为吸收光谱产生的光谱为吸收光谱

6、 B. 产生的光谱为发射光谱产生的光谱为发射光谱 C. 产生的光谱线的条数可能是产生的光谱线的条数可能是2 条条 D. 电子的势能将升高电子的势能将升高. B、C 泡利原理洪特规则三 原子核外电子是如何运动的呢？原子核外电子是如何运动的呢？ 玻尔的行星模型玻尔的行星模型 教材第教材第10页页 泡利原理洪特规则三 宏观物体、电子运动的比较宏观物体、电子运动的比较 很大很大很小很小 较小较小 很大很大 （接近光速）（接近光速） 可测可测 可测可测 位移、能量位移、能量 不可同时测不可同时测 定定 可描述可描述 （画图或（画图或 函数描述）函数描述） 宏观物体宏观物体 微观粒子微观粒子 氢原子电子运

7、动氢原子电子运动 泡利原理洪特规则三 不能确定一定状态的核外电子不能确定一定状态的核外电子 在某一时刻处于核外空间某处，在某一时刻处于核外空间某处， 只能确定它在核外各处出现的只能确定它在核外各处出现的 概率。概率。 我知道了我知道了 泡利原理洪特规则三 发发 现现 问问 题题 原子核外电子是如何运动的呢原子核外电子是如何运动的呢? ? 1 1、现代量子力学的描述：不可能像描、现代量子力学的描述：不可能像描 述宏观物体那样，确定一定状态的核外述宏观物体那样，确定一定状态的核外 电子在某个时刻处于原子核外空间何处，电子在某个时刻处于原子核外空间何处， 而只能确定它在原子核外各处出现的概而只能确定

8、它在原子核外各处出现的概 率。率。 2 2、电子云：、电子云： 电子在原子核外出现的概率密度分布，电子在原子核外出现的概率密度分布， 电子云是核外电子运动状态的形象化描电子云是核外电子运动状态的形象化描 述。述。 五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道 泡利原理洪特规则三 问问 题题 探探 究究 3、电子云图：、电子云图： 思考思考: 电子云图中小黑点及其电子云图中小黑点及其 小黑点疏密的含义？小黑点疏密的含义？ 小黑点表示电子在此小黑点表示电子在此 处出现过一次，小黑处出现过一次，小黑 点的疏密程度表示电点的疏密程度表示电 子在原子核外出现的子在原子核外出现的 概率的大小概率的大小 泡利原

9、理洪特规则三 1 1以下对核外电子运动状况的描述正确的是以下对核外电子运动状况的描述正确的是 （ ） A A、电子的运动与行星相似，围绕原子核在、电子的运动与行星相似，围绕原子核在 固定的轨道上高速旋转固定的轨道上高速旋转 B B、电子云就是高速运动的电子所分散的云。、电子云就是高速运动的电子所分散的云。 C C、电子云图中的小黑点的多少表示电子个数、电子云图中的小黑点的多少表示电子个数 的多少的多少 D D、电子云图中的小黑点的疏密表示电子在核、电子云图中的小黑点的疏密表示电子在核 外空间出现机会的多少外空间出现机会的多少 你理解了吗？你理解了吗？ D 泡利原理洪特规则三 问问 题题 探探

10、究究 4 4、原子轨道（常把电子、原子轨道（常把电子 出现的概率出现的概率约为约为90%90%的空的空 间圈出来。人们把这种间圈出来。人们把这种电电 子云轮廓图子云轮廓图称为原子轨称为原子轨 道。）道。） （1 1） S S能级能级 1s 1s 、2s 2s 、3s 3s 、4s4s电子的能量依次增电子的能量依次增 高、电子在离核更远的区域出现的高、电子在离核更远的区域出现的概率逐概率逐 渐增大渐增大，所以原子轨道的，所以原子轨道的半径增大半径增大 只有只有1 1个轨道个轨道 泡利原理洪特规则三 nsns能级能级的原子轨道的原子轨道 1 11 能层序数能层序数n n越大，轨道半径越大。越大，轨

11、道半径越大。 1s2s3s 球形球形 上图中上图中, ,表示表示1S1S、2S2S、3S3S电子云的分别是哪幅？电子云的分别是哪幅？ nSnS有一个轨道有一个轨道 泡利原理洪特规则三 PxPyPz （2 2）nPnP能级的原子轨道能级的原子轨道 nPnP有三个原子轨道，相互垂直有三个原子轨道，相互垂直 纺纺 锤锤 形形 同一能层，轨道能量同一能层，轨道能量 Px=Py=PzPx=Py=Pz 半径随半径随n n值增大值增大 泡利原理洪特规则三 量子力学告诉我们：量子力学告诉我们： nS能级各有能级各有1个个轨道轨道 nP能级各有能级各有3个个轨道轨道 nd能级各有能级各有5个个轨道轨道 nf能级

12、各有能级各有7个个轨道轨道 泡利原理洪特规则三 你理解你理解原子轨道原子轨道了吗？了吗？ 甲同学说：甲同学说：S S电子绕核运动，其轨道电子绕核运动，其轨道 为一圆圈，而为一圆圈，而P P电子走电子走形。形。 这种说法对吗？这种说法对吗？ 不对。不对。 因为电子运动并无固定轨迹。因为电子运动并无固定轨迹。 理解原子轨道的含义理解原子轨道的含义电子云轮廓图电子云轮廓图 (电子云的概率分布电子云的概率分布) 泡利原理洪特规则三 你理解你理解原子轨道原子轨道了吗？了吗？ 乙同学说：乙同学说：M M能层上有能层上有3s3s、3p3p、3d3d 三条轨道。这种说法对吗？三条轨道。这种说法对吗？ 不对。不

13、对。 3S，3P， 3d 1+3+518 理解各能层、各能级包含的原子轨道数目理解各能层、各能级包含的原子轨道数目 泡利原理洪特规则三 科科 学学 探探 究（第二周期元素原子的究（第二周期元素原子的轨道表示轨道表示 式式） （3 3）轨道表示式）轨道表示式: :将每一个原子轨道用一个方将每一个原子轨道用一个方 框表示，在方框内表明基态原子核外电子分布框表示，在方框内表明基态原子核外电子分布 的式子称为轨道表示式。的式子称为轨道表示式。 1 1、每个轨道最多容纳每个轨道最多容纳2 2个电子个电子，即电子对。即电子对。 用方向相反的箭头用方向相反的箭头“”表示。表示。 2 2、当电子排布在同一能级

14、时，总是、当电子排布在同一能级时，总是优先单优先单 独独占据占据不同不同的轨道而且的轨道而且自旋方向相同自旋方向相同。 总总 结结 泡利原理洪特规则三 发发 现现 问问 题题 能能 级级 符符 号号 s p d fs p d f 轨轨 道道 数数 1 3 5 7 最多容纳电子数最多容纳电子数 2 6 10 14 泡利原理洪特规则三 解解 决决 问问 题题 1 1、泡泡 利利 原原 理理 1 1个轨道最多容纳个轨道最多容纳2 2个电子个电子，而且而且自自 旋方向相反旋方向相反。用箭头。用箭头“”“”表示。表示。 核外电子在核外电子在同一能级同一能级上排布时所遵循的规律上排布时所遵循的规律 2 2

15、、洪洪 特特 规规 则则 当电子排布当电子排布在同一能级的不同轨道在同一能级的不同轨道 时，总是优先单独占据一个轨道，而且自时，总是优先单独占据一个轨道，而且自 旋方向相同。旋方向相同。（出现全充满、半充满、全（出现全充满、半充满、全 空时能量最低。）空时能量最低。） 泡利原理洪特规则三 问问 题题 解解 决决 电子分布到能量相同的等价轨道时，电子分布到能量相同的等价轨道时， 总是尽先单独占据一个轨道，并且自旋总是尽先单独占据一个轨道，并且自旋 相同的方向。相同的方向。 例例: N 洪特（洪特（HundHund）规则）规则 1s1s 2s2s 2p2p 泡利原理洪特规则三 问问 题题 解解 决

16、决 作为洪特规则的特例，等价轨道：作为洪特规则的特例，等价轨道： 全充满全充满 p p6 6、 d d10 10、 、 f f14 14 半充满半充满 p p3 3、 d d5 5、 f f7 7 全全 空空 p p0 0、 d d0 0、 f f0 0 的结构状态比较稳定的结构状态比较稳定 例：例：19 19K K 1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 64s4s1 1 或或 Ar4sAr4s1 1 24 24Cr Ar3d Cr Ar3d5 54s4s1 1 泡利原理洪特规则三 问问 题题 解解 决决 即电子在原子轨道中的填充顺序，并不是即电子在原子轨道中的填

17、充顺序，并不是 原子轨道能级高低原子轨道能级高低的顺序，填充次序遵循的顺序，填充次序遵循 的原则是使原子的总能量保持最低。的原则是使原子的总能量保持最低。 能量最低原理能量最低原理 整个原子处于整个原子处于 状态状态能量最低能量最低 泡利原理洪特规则三 原子处在基态时，电子排布遵循原子处在基态时，电子排布遵循3 3原则：原则： 1 1、泡利不相容原理、泡利不相容原理 2 2、能量最低原、能量最低原 理理 3 3、洪特规则、洪特规则 1 1个轨道最多容纳个轨道最多容纳2 2个电子个电子，而且而且自旋方向自旋方向 相反相反。用箭头。用箭头“”“”表示。表示。 在不违背在不违背PauliPauli原

18、理的条件下，电子优原理的条件下，电子优 先占据先占据能量较低能量较低的原子轨道，使整个原子体系的原子轨道，使整个原子体系 能量处于最低。能量处于最低。 当电子排布当电子排布在同一能级的不同轨道时，总在同一能级的不同轨道时，总 是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。 （出现全充满、半充满、全空时能量最低。）（出现全充满、半充满、全空时能量最低。） 泡利原理洪特规则三 下列各轨道表示式能准确表示下列各轨道表示式能准确表示基态氧基态氧 原子原子的核外电子排布的是（的核外电子排布的是（ ） 1S2S2P 1S2S2P 1S2S2P 1S2S2P A B C D D 泡利原理洪特规则三 这节课我们重点学习了什么？这节课我们重点学习了什么？ 核外电子的运动及其描述核外电子的运动及其描述 核核 外外 电电 子子 遵循遵循 排排 布布 运运 动动 描述描述 能量最低原理能量最低原