原子結(jié)構(gòu)（第4課時(shí) 泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理）【知識(shí)建構(gòu)+拓展延伸】 高二化學(xué)精講精練（人教版2019選擇性必修2）

第一節(jié)

原子結(jié)構(gòu)課時(shí)4泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)01學(xué)習(xí)目標(biāo)

CONTENT電子自旋和泡利原理02洪特規(guī)則03能量最低原理

為什么每個(gè)原子軌道中最多可容納兩個(gè)電子，那么這兩個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有什么差異呢？氫原子光譜實(shí)驗(yàn)鈉原子光譜實(shí)驗(yàn)【思考與討論】1925年，烏倫貝克和哥德斯密根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)提出假設(shè)：電子除了空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)外，還存在一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)叫自旋。電子自旋電子除空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)外，還有一種狀態(tài)叫做自旋。電子自旋

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。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(jí)、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(dòng)狀態(tài)，電子能量與能層、能級(jí)有關(guān)，電子運(yùn)動(dòng)的空間范圍與原子軌道有關(guān)電子自旋

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）（1）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泡利原理↑↓1s2s2p3s↑↓↑↑↓↑↓↑↓Na1s22s22p63s1Na泡利原理1、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(jí)中的□或○要相互分開，同一能級(jí)中的□或○要相互連接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(duì)，“↓”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(jí)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(jí)符號(hào)↑↓1s2s2p3s↑↓↑↑↓↑↓↑↓Na1s22s22p63s1Na泡利原理電子排布的軌道表示式泡利原理鋁原子核外電子排布式

鋁原子外層成對(duì)電子對(duì)的數(shù)目為6,有一個(gè)單電子。1、請(qǐng)寫出Li、Be、B的軌道表示式。Li1s↑↓↑2sBe1s↑↓↑↓2sB1s↑↑↓↑↓2s2p【課堂練習(xí)】請(qǐng)寫出基態(tài)碳原子可能的軌道表示式。②C1s↑↑↑↓↑↓2s2p①C1s↑↓↑↓↑↓2s2p2p③C↑1s↑↑↓↑↓

2s2p④C↓1s↑↑↓↑↓

2s哪個(gè)正確呢？【思考與討論】洪特規(guī)則基態(tài)原子中，填入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√請(qǐng)寫出基態(tài)碳原子可能的軌道表示式。②C1s↑↑↑↓↑↓2s2p①C1s↑↓↑↓↑↓2s2p2p③C↑1s↑↑↓↑↓

2s2p④C↓1s↑↑↓↑↓

2s哪個(gè)正確呢？【思考與討論】√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)則適用于電子填入簡并軌道，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(duì)于能量相同的軌道(同一能級(jí)),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√√1.下列軌道表示式中哪個(gè)是硼的基態(tài)原子？為什么？A.B.√【課堂練習(xí)】2.下列軌道表示式中哪個(gè)是氧的基態(tài)原子？為什么？ACB√【課堂練習(xí)】能量最低原理在構(gòu)建基態(tài)原子時(shí)，電子盡可能地先占有能量低的軌道，然后進(jìn)入能量高的軌道，使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)能級(jí)的能量高低順序如構(gòu)造原理所示(對(duì)于1～36號(hào)元素來說，應(yīng)重點(diǎn)掌握和記憶“”這一順序)。1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p

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。(1)最外層只有1個(gè)未成對(duì)電子的元素(2)最外層有2個(gè)未成對(duì)電子的元素(3)最外層有3個(gè)未成對(duì)電子的元素(4)核外電子排布中，未成對(duì)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(duì)電子)。【拓展提升】基態(tài)原子核外電子排布規(guī)律能量最低原理泡利原理洪特規(guī)則構(gòu)造原理【課堂小結(jié)】1.“各能級(jí)最多容納的電子數(shù),是該能級(jí)原子軌道數(shù)的二倍”,支

撐這一結(jié)論的理論是 (

)A.構(gòu)造原理

B.泡利原理C.洪特規(guī)則 D.能量最低原理B2.某原子核外電子排布為ns2np7,它違背了(

)A.泡利原理 B.能量最低原理C.洪特規(guī)則 D.洪特規(guī)則特例【課堂練習(xí)】A3.下列關(guān)于硅原子的核外電子排布表示方法中,錯(cuò)誤的是(

)A.