泡利原理洪特规则能量最低原理课件高二上学期化学人教版选择性必修()

第一章原子结构与性质第一节原子结构第4课时泡利原理

洪特规则

能量最低原理学习目标1.认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则等。2.理解能量最低原理、泡利原理和洪特规则，能书写1-36号元素的基态原子的轨道表示式，初步学会运用模型解决实际问题。3.能解释一些元素的基态原子的核外电子排布不遵循构造原理的原因。能层数KLMNOPQn能级数1234567轨道多容纳电子数2818325072982个电子容纳在同一个轨道里，它们的空间运动状态是相同的。【思考】为什么每个原子轨道中最多可容纳2个电子？

这2个电子的运动状态又是什么样呢？nn22n2问题导学能级s、p、d、f最多容纳电子数为1、3、5、7的2倍。钠原子光谱实验只有1个最外层电子的钠原子光谱会在光谱里呈现双线斯特恩-盖拉赫实验只有1个最外层电子的银原子在外加电场里加速飞行通过一个不对称磁场时会分成两束提出猜想

：轨道中的单电子可能存在两种不同的运动状态1925年，两个荷兰年轻人根据实验事实提出假设：电子除了空间运动状态外，还存在一种运动状态叫自旋。资料卡片一、电子自旋与泡利原理1925年，两个荷兰年轻人提出：电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋。电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反。微观粒子的内在属性常用上下箭头（“↑”“↓”）表示自旋相反的电子。泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们自旋相反，这个原理被称为泡利原理。（也称泡利不相容原理）。点拨精讲电子的空间运动状态与原子轨道有关；电子的运动状态由能层、能级、原子轨道和自旋状态四个方面共同决定。一个原子中不可能存在运动状态完全相同的2个电子轨道表示式(又称电子排布图)是表述电子排布的一种图示1、表示方法：a、用方框(也可用圆圈)表示原子轨道，能量相同的原子轨道(简并轨道)的方框相连，在方框的下方或上方标记能级符号。b、各轨道按照离核由近到远，从左到右依次排列。有时画出的能级上下错落，以表达能量高低不同。c、箭头表示一种自旋状态的电子，“↑↓”称为电子对，“↑”或“↓”称为单电子（或称未成对电子）。箭头同向的单电子称自旋平行。2s2p↑↓O1s↑↓↑↓↑↑二、电子排布的轨道表示式-↑1sH↓1sH或↑↓1s2s2p3s↑↓↑↑↓↑↓↑↓Na怎么填三、洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是

占据一个轨道，且自旋状态

。如2p3的电子排布为

，不能表示为

或

。优先单独能量相同的轨道（简并轨道）相同注：①洪特规则是针对电子填入简并轨道而言的，并不适用于电子填入能量不同的轨道

②洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子【练一练】请写出F的轨道表示式。F1s2s2p先占位，后配对教材16页√√2、电子排布图中各符号数字的意义：知识·拓展“↑↓”称为电子对，“↑”或“↓”称为单电子（或称未成对电子）铝原子外层有

个电子对，有

个单电子。电子有

种空间运动状态，有

种运动状态不同的电子。61713【注意】①电子的空间运动状态=原子轨道数；（不包含空轨道）

②电子运动状态=电子数目

③电子能量种类数=能级数2s2p↑↓O1s↑↓↑↓↑↑1.写出锰原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s22.锰原子核外填有电子的能层有

个；能级

个；轨道

个；有

种不同能量的电子，

个不同运动状态的电子；有

个未成对电子，有

个电子对；最外层电子有

个。电子的空间运动状态有

个。电子占据的最高能层符号

。4715725510215N相对稳定的状态能量较低全充满：p6、d10、f14半充满：p3、d5、f7全空：

p0、d0、f0洪特规则特例课堂练习：写出24Cr29Cu电子排布式和价层电子排布图29Cu1s22s22p63s23p63d104s124Cr1s22s22p63s23p63d54s1光谱实验发现半充满全充满简并轨道全充满、半充满或全空状态是能量较低的稳定状态。知识·拓展1.洪特规则Cr↑↓↑↓↑↓↑↓1s2s2p↑↓3s↑↓3p↑↓↑↓↑↓4s↑↓3d↑↑↑↑Cr↑↓↑↓↑↓↑↓1s2s2p↑↓3s↑↓3p↑↓↑↓↑↓4s3d↑↑↑↑↑↑思考：哪一种轨道表示式正确表达了基态铬原子核外电子的排布呢？Cr价层电子排布为3d54s1而非3d44s2，不是3d轨道能量低于4s，而是第24个电子填入3d时，整个原子的能量低于其填入4s时.四、能量最低原理

定义：

在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低，这就是能量最低原理。影响因素：整个原子的能量由核电荷数、电子数和电子状态三个因素共同决定。

注意：1、相邻能级能量相差很大时，电子填入能量较低的能级可使原子能量最低。如所有主族元素的基态原子。2、当相邻能级能量差别不大时，有1-2个电子填入能量稍高的能级可能反而降低电子的排斥能，进而使原子整体能量最低。如所有副族元素的基态原子。【思考与讨论】教材16页（1）为什么基态氦原子的电子排布是1s2而非1s12s1？（3）为什么基态K和Ca的价电子排布式是4s1和4s2，而不是3d1和3d2？不满足能量最低原理（2）为什么基态氮原子的轨道表示式是而不是

？不满足洪特规则不满足构造原理基态原子核外电子排布的表示方法表示方法原子结构示意图电子式电子排布式简化电子排布式价电子排布式电子排布图价电子排布图以硫(S)为举例1s22s22p63s23p4[Ne]3s23p43s23p4归纳·总结核外电子排布表示方法能量最低原理泡利原理洪特规则核外电子排布三原则使整个原子能量最低最多容纳2e-，且自旋相反先单独分占，且自旋平行原子结构示意图电子排布式简化电子排布式价电子排布式轨道表示式直观反映出核内质子数、核外电子层数及各电子层上的电子数直观反映能层，能级，能级上的电子数能直观反映出电子的排布情况和自旋状态填多少怎么填课堂小结1．若将基态6C的电子排布式写成ls22s22p2x，它违背了（

）A．能量守恒原理 B．泡利原理

C．能量最低原理 D．洪特规则D2.下列基态原子的电子排布图中，违反了泡利原理的是（

）A． B． C． D．B3.在d轨道中电子排布成，而不排布成，最直接的根据是（

）

A．能量最低原理 B．泡利不相容原理 C．杂化轨道理论 D．洪特规则D当堂检测(2)B元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2，则n＝____；原子中能量最高的是_____电子，价电子轨道表示式为____________________。22p4．A、B、C、D、E、F均为36号以前的元素。请完成下列空白：5.下列硼原子轨道表示式表示的状态中，能量最高的是A.B.C.D.A6.写出15P、25Mn的轨道表示式，并按要求填空。15P：