1.1.4原子軌道泡利原理洪特規(guī)則能量最低原理高一上學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修2

第4課時(shí)

泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理

第一章

原子結(jié)構(gòu)第一節(jié)

原子結(jié)構(gòu)1、知道泡利原理和洪特規(guī)則，能書(shū)寫1?36號(hào)元素的基態(tài)原子的軌道表示式。2、理解能量最低原理，知道基態(tài)原子的核外電子排布遵循泡利原理、洪特規(guī)則和能量最低原理，能解釋一些元素的基態(tài)原子的核外電子排布不遵循構(gòu)造原理的原因。知識(shí)回顧每個(gè)能級(jí)最多容納的電子數(shù)？2×1、2×3、2×5、2×7······奇數(shù)序列的2倍分別為nsnpndnf能級(jí)里的原子軌道數(shù)每個(gè)軌道最多只能容納2個(gè)電子資料卡片：電子自旋鈉原子光譜實(shí)驗(yàn)斯特恩-蓋拉赫實(shí)驗(yàn)提出猜想

：軌道中的單電子可能存在兩種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)1925年：烏倫貝克和哥德斯密根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)提出概念“電子自旋”，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。只有1個(gè)最外層電子的堿金屬原子光譜會(huì)在光譜里呈現(xiàn)雙線只有1個(gè)最外層電子的銀原子在外加電場(chǎng)里加速飛行通過(guò)一個(gè)不對(duì)稱磁場(chǎng)時(shí)會(huì)分成兩束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

。

在一個(gè)原子軌道里，最多只能容納_

_個(gè)電子，它們的自旋_______。這個(gè)原理被稱為泡利原理（也稱泡利不相容原理）自旋(1)自旋：(2)泡利原理

電子自旋在空間有________________兩種取向，簡(jiǎn)稱_________。自旋相反用上下箭頭（“↑”“↓”）表示順時(shí)針和逆時(shí)針2相反1s21s1s??如：He一、電子自旋與泡利原理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。

填多少①電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)②一個(gè)原子中不可能存在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的兩個(gè)電子能層能級(jí)原子軌道自旋狀態(tài)【思考】電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以從哪四個(gè)方面進(jìn)行描述？一個(gè)原子中是否存在兩個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子？3.電子排布的軌道表達(dá)式軌道表示式(又稱電子排布圖)是表述電子排布的一種圖式

用方框（也可用圓圈）表示原子軌道，能量相同的原子軌道（簡(jiǎn)并軌道）的方框相連，箭頭（↑↓）表示一種自旋狀態(tài)電子。①概念：②表示方法：1s2s2pH↑↓↑O1s↑↓↑↑H1s1O1s22s22p4原子軌道簡(jiǎn)并軌道：能量相同的原子軌道能級(jí)符號(hào)電子對(duì)↑↓單電子：未成對(duì)電子自旋平行不用標(biāo)記電子數(shù)通常應(yīng)在方框下方或上方標(biāo)記能級(jí)符號(hào)有時(shí)畫出能級(jí)的上下錯(cuò)落，以表達(dá)能量的不同電子排布圖中各符號(hào)數(shù)字的意義：鋁原子外層有

個(gè)電子對(duì)，有

個(gè)單電子。電子有

種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，有

種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子。13176【注意】①電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)=原子軌道數(shù)；

②電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)=電子數(shù)目。()()()()()()()↑↓↑↑2p4為何不是填入同一軌道呢？1、

基態(tài)原子中，填入簡(jiǎn)并軌道的電子總是先單獨(dú)分占且自旋平行，稱為洪特規(guī)則。2p3的電子排布為

：

1、洪特規(guī)則不僅適用于基態(tài)原子，也適用于基態(tài)離子，2、洪特規(guī)則適用于電子填入簡(jiǎn)并軌道，并不適用于電子填入能量不同的軌道。2p↑↑↑2p↑↓↑2p↑↑↓

不能為：洪特↑↓1s2s2p↑↓↑↓↑↓↑↓Na+1s22s22p6Na+二.洪特規(guī)則怎么填2p4的電子排布為

不能為↑↓↑↓↑↓↑↓

2p使用范圍1.下列軌道表示式中哪個(gè)是硼的基態(tài)原子？為什么？2.下列軌道表示式中哪個(gè)是氧的基態(tài)原子？為什么？↑↓↑↓↑1s2s2p↑↑↓↓↑1s2s2p根據(jù)泡利原理，在一個(gè)原子軌道，最多容納2個(gè)電子，且他們的自旋相反。↑↓↑↓↑↓↑↑1s2s2p↑↓↑↓↑↓↑↓1s2s2p↑↓↑↓↑↓↑↓1s2s2p據(jù)洪特規(guī)則，基態(tài)原子里，填入簡(jiǎn)并軌道的電子總是先單獨(dú)分占，且自旋平行。√√思考與討論試一試：寫出Fe的電子排布式，并畫出3d、4s的電子排布式圖26Fe:1s22s22p63s23p63d64s2課本P16↑↓↑↑↑↑3d

4s↑↓相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)能量較低全充滿：p6、d10、f14半充滿：p3、d5、f7全空：

p0、d0、f02、洪特規(guī)則特例課堂練習(xí)：寫出24Cr29Cu電子排布式和價(jià)層電子排布圖29Cu1s22s22p63s23p63d104s124Cr1s22s22p63s23p63d54s1光譜實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)半充滿全充滿簡(jiǎn)并軌道全充滿、半充滿或全空狀態(tài)是能量較低的穩(wěn)定狀態(tài)。請(qǐng)你寫出Fe3+和Fe2+的價(jià)電子排布式，并用原子軌道排布理論分析Fe3+比Fe2+更穩(wěn)定的原因26Fe價(jià)層電子排布式為3d64s2，F(xiàn)e3+價(jià)層電子排布式為3d5，F(xiàn)e2+價(jià)層電子排布式為3d6。根據(jù)“能量相同的軌道處于全滿、半滿或全空時(shí)能量最低”的原則，3d5處于半滿狀態(tài)，結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，所以Fe3+較Fe2+更為穩(wěn)定。思考與討論1、定義：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。2、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(lái)說(shuō)，應(yīng)重點(diǎn)掌握和記憶“1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p”這一順序)。3、整個(gè)原子的能量：由核電荷數(shù)、電子數(shù)和電子狀態(tài)三個(gè)因素共同決定。3.能量最低原理基態(tài)原子：處于能量最

狀態(tài)的原子低能層、能級(jí)、原子軌道、自旋狀態(tài)3.能量最低原理

26Fe：1s22s22p63s23p6

3d64s2每個(gè)原子軌道最多只能容納2個(gè)電子鐵原子的電子排布圖簡(jiǎn)并軌道：?jiǎn)为?dú)分占且自旋平行按構(gòu)造原理進(jìn)行填充1.為什么基態(tài)氦原子的電子排布式是1s2而不是1s12s1

違背了能量最低原理，且1s軌道和2s軌道能量相差較大，所以基態(tài)氦原子不會(huì)出現(xiàn)2個(gè)電子單獨(dú)分占1s、2s軌道的情況。思考與討論課本P162.為什么基態(tài)氮原子的軌道表示式是，而不是

？3.為什么基態(tài)Sc的價(jià)層電子排布是3d14s2，而不是4s3違背了泡利原理，4s能級(jí)只有1個(gè)軌道，每個(gè)軌道最多可容納2個(gè)電子。違背了洪特規(guī)則，2p軌道上的三個(gè)電子應(yīng)分占三個(gè)軌道且自旋方向相同。寫出Si、Cl、的軌道表示式；Cl、Fe2+、Fe3+的價(jià)層電子軌道表示式課本P175、7、9D12[Ar]3d24s2[Ar]3d54s1[Ar]3d10↑↑3d↑↓4s↑↑↑↑↑3d↑4s↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓3d表示方法原子結(jié)構(gòu)示意圖電子式電子排布式簡(jiǎn)化電子排布式價(jià)電子排布式電子排布圖價(jià)電子排布圖

以硫(S)為舉例S：1s22s22p63s23p4[Ne]3s23p4S：3s23p4基態(tài)原子核外電子排布的表示方法S：——七圖式小圓點(diǎn)最外層電子數(shù)1、基態(tài)24Cr原子的價(jià)層電子軌道表示式為

1、判斷下列說(shuō)法正確與否?2、基態(tài)N原子的價(jià)層電子排布圖：

?3、碳的基態(tài)原子軌道表示式：?4、基態(tài)原子的價(jià)層電子的軌道表示式：?2.某原子核外電子排布為ns