1.1.4+泡利原理、洪特规则、能量最低原理++课件+++2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

第一章原子结构与性质人教版高中化学选择性必修2第一节原子结构第4课时

泡利原理、洪特规则、能量最低原理能级nsnpndnf轨道数最多容纳电子数回忆各能级包含的原子轨道数，最多容纳的电子数？1357261014为什么每个轨道最多容纳的2个电子？课前复习：钠原子光谱实验斯特恩-盖拉赫实验提出猜想

：轨道中的单电子可能存在两种不同的运动状态1925年：“电子自旋”概念的提出只有1个最外层电子的碱金属原子光谱会在光谱里呈现双线只有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一、电子自旋与泡利原理1.电子自旋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。通常人们用向上的箭头“↑”和向下的箭头“↓”来表示这两种不同的自旋状态。“电子自旋”并非真像地球绕轴自转一样，它只是代表电子的两种不同状态。任务一：认识认识电子自旋与泡利原理【阅读思考】结合教材p14，认识电子自旋与泡利原理(泡利不相容原理)。1.电子自旋——自旋是微观粒子普遍存在的一种如同电荷、质量一样的内在属性。有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反，常用“↑和↓”表示。注意：能层、能级、原子轨道和自旋状态四个方面共同决定电子的运动状态。

一个原子中不可能存在运动状态完全相同的2个电子。空间运动状态原子轨道空间状态数=原子轨道数运动状态能层、能级、原子轨道和自旋状态运动状态数=电子数1925年，泡利正式提出：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）。思考:一个原子中能否存在运动状态完全相同的2个电子？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，不存在运动状态完全相同的2个电子。一、电子自旋与泡利原理由于每一个原子轨道包括两种运动状态，所以每一个原子轨道最多只能容纳两个自旋方向相反的电子。因为s、p、d、f轨道的原子轨道数分别为1，3，5，7个，所以s、p、d、f各原子轨道分别最多能容纳2，6，10，14个电子。二、电子排布的轨道表示式1.轨道表示式（又称电子排布图）用一个○或□表示一个原子轨道，“↑↓”称电子对，“↑”或“↓”称单电子，能量相同的原子轨道(简并轨道)的方框相连。↑↓1s2s2p3s↑↓↑↑↓↑↓↑↓1s22s22p63s1Na各轨道按照离核由近到远，从左到右依次排列。方框(也可用圆圈)表示原子轨道能量相同的原子轨道的方框相连用箭头表示处于特定自旋方向的电子，箭头同向的单电子称自旋平行。1s22s22p63s23p1例如Al电子排布式电子排布图2.表示方法1s2s2p3s3p↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑一个原子轨道能层序数、能级符号（方框下方或者上方）空轨道单电子（未成对电子）简并轨道【阅读思考】结合教材p15，认识电子排布的轨道表达式及其表示方法

。不标电子数【提出问题】铝原子中电子对、单电子、空间运动状态、运动状态数目分别是多少？6个电子对，1个单电子；7种空间运动状态，13种电子运动状态。二、电子排布的轨道表示式1s22s22p63s23p1Al电子排布式电子排布图1s2s2p3s3p↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑一个原子轨道能层序数、能级符号空轨道单电子★注意：铝原子中有6个电子对，1个单电子；7种空间运动状态，13种电子运动状态。↑↓1sHe↑1sH↓1s或↑↑1s错，违背了泡利不相容原理三、洪特规则↑↓↑↓基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。1s2s2p7N↑↑↑↑↓↑↓↓1s2s2p8O↑↑↑能量相同的各个轨道自旋状态相同洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子。必须注意，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弗里德里希·洪特特例：全满、半满，全空光谱实验发现，能量相同的原子轨道在全满、半满和全空条件时，体系能量较低，原子较稳定。全充满：p6、d10、f14半充满:p3、d5、f7全空:p0、d0、f03d4s↑↓↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑只有一组全满的原子轨道有两组半满的原子轨道写出24Cr轨道表示式24Cr1s22s22p63s23p63d54s1↑↓1s2s2p3s3p

↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓电子排布式↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓3d4s1s2s2p3s3p

四、能量最低原理结合构造原理分析Fe原子电子排布图，你能有何发现？1.内容：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2.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。基态原子的核外电子排布遵循泡利原理、洪特规则和能量最低原理。26Fe↑↓↑↑↑↑3d↑↓4s↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓1s2s2p3s↑↓↑↓↑↓3p不满足能量最低原理不满足洪特规则不满足泡利原理原子核外电子排布遵循的原理和规则能量最低原理泡利不相容原理洪特规则全满、半满、全空相对稳定原子核外电子排布的表示式原子结构示意图电子排布式、价电子排布式轨道表示式（电子排布图)课堂小结1.下列轨道表示式中哪个是氧的基态原子？为什么？A. B.C.洪特规则：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。√2.下列有关电子轨道表示式的表述正确的是A.可表示单核10电子粒子基态时的电子排布B.表示错误，违背了泡利原理C.表示基态N原子的价层电子排布D.表示处于激发态的B原子的核外电子轨道表示式√课堂反馈3.(1)下列是一些原子的2p能级和3d能级电子排布的情况。试判断，违背了泡利原理的是____(填序号，下同)，违背了洪特规则的是________。②③ ④⑤ ⑥(2)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2，则该元素基态原子的电子排布式为______________；其最高价氧化物对应水化物的化学式______。③②④⑥1s22s22p63s23p4H2SO4(3)现有下列多电子原子的原子轨道：①2s

②3d

③3s

④4p

⑤3p轨道能量由低到高排列的顺序是_______