1.1 原子結(jié)構(gòu) 第4課時 課件

第一章

第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)0第4課時：泡利原理、洪特規(guī)則能層KLMNO能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p...最多電子數(shù)2262

61026101426原子軌道數(shù)1131

35135713想一想：每個原子軌道最多只能容納

個電子2

兩個電子容納在一個軌道里，也就意味著，它們的空間運(yùn)動狀態(tài)是相同的。為什么每個原子軌道中最多可容納兩個電子？這兩個電子的運(yùn)動狀態(tài)有差異嗎？斯特恩-蓋拉赫實(shí)驗(yàn)在斯特恩-蓋拉赫實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了銀原子束經(jīng)過不均勻磁場，產(chǎn)生了偏轉(zhuǎn)，并最終在屏幕垂直方向上，形成了兩個上下對稱的非連續(xù)分布。至此，所有的粒子從理論上就都有了——自旋。電子自旋在空間有順時針和逆時針兩種取向，簡稱自旋相反，常用上下箭頭(“↑”“↓”)表示自旋相反的電子。電子自旋1925年，泡利正式提出，在一個原子軌道里，最多只能容納2個電子，它們的自旋相反，這個原理被稱為泡利原理(泡利不相容原理)。物理史上最囂張的論文——1頁1925年，兩個物理研究生，竟然搞出了電子自旋的概念，認(rèn)為契合了天才泡利的預(yù)測，于是就整出了1頁的論文。沒想到的是，這個理論竟然違背了愛因斯坦相對論，其速度居然達(dá)到了光速10倍，偏偏還是對的！他們分別叫，烏侖貝克和高斯密特。(左烏倫貝克，右古德斯米特，拍攝時間約為1928年)1927年10月，第五屆索爾維會議，泡利是年齡最小的頂級科學(xué)家電子除了空間運(yùn)動狀態(tài)外，還存在一種運(yùn)動狀態(tài)叫__________。自旋1.電子自旋和泡利原理1）自旋

電子自旋在空間有________________兩種取向，簡稱___________。自旋相反常用上下箭頭（“↑”“↓”）表示順時針和逆時針泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理②電子能量與能層、能級有關(guān)，電子的空間運(yùn)動狀態(tài)與原子軌道有關(guān)，能層、能級、原子軌道和自旋狀態(tài)四個方面共同決定電子的運(yùn)動狀態(tài)。③一個原子中不可能存在運(yùn)動狀態(tài)完全相同的2個電子

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。

注意：電子除了空間運(yùn)動狀態(tài)外，還存在一種運(yùn)動狀態(tài)叫__________。自旋1.電子自旋和泡利原理1）自旋

在一個原子軌道里：最多只能容納______個電子，它們的自旋________2相反泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理填多少

2）泡利原理這個原理被稱為泡利原理（也稱泡利不相容原理）。如2s2的電子排布圖為

,不能表示為

。H1s1O1s22s22p4H原子軌道簡并軌道：能量相同的原子軌道電子對單電子(未成對電子)自旋平行能級符號軌道表示式（電子排布圖）：是表述電子排布的一種圖示。2.電子排布的軌道表示式泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理(1)用□或〇代表一個原子軌道，能量相同的原子軌道（簡并軌道）的方框相連。不同能級中的□要相互分開。(2)整個電子排布圖中各能級的排列順序要與相應(yīng)的電子排布式一致。(4)通常在方框下方或上方標(biāo)記能級符號。(3)箭頭表示一種自旋狀態(tài)的電子，一個箭頭表示一個電子，↓↑”稱電子對，“↑”或“↓”表示單電子（或稱未成對電子），箭頭同向的單電子稱自旋平行。HH1s1O1s22s22p4(5)有時畫出的能級上下錯落，以表達(dá)能量高低不同。2.電子排布的軌道表示式泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理Li1s↑↓↑2sBe1s↑↓↑↓2sB1s↑↑↓↑↓2s2p請寫出Li、Be、B的軌道表示式。課堂練習(xí)“先打單，再成雙”“打單要平行，成雙要相反”同一個原子軌道只有一個電子21B1s↑↑↓↑↓2s2p電子對自旋方向相反的一對電子單電子

B原子中:有

對電子對，有

個單電子。2.電子排布的軌道表示式泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理自旋平行箭頭同向的單電子稱為自旋平行簡并軌道能量相同的原子軌道有

種空間運(yùn)動狀態(tài)，有

種運(yùn)動狀態(tài)不同的電子。35B1s↑↑↓↑↓2s2p軌道數(shù)電子數(shù)2.電子排布的軌道表示式泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理練一練：1.請畫出鋁原子的軌道表示式鋁原子外層有

個電子對，

有

個單電子。電子有

種空間運(yùn)動狀態(tài)，有

種運(yùn)動狀態(tài)不同的電子。131762.下列基態(tài)碳原子的軌道表示式哪個是正確的？①C1s↑↓↑↓↑↓2s2p②C1s↑↑↑↓↑↓2s2p2p③C↑1s↑↑↓↑↓

2s2p④C↓1s↑↑↓↑↓

2s√3.（2009-上海）以下表示氦原子結(jié)構(gòu)的化學(xué)用語中，對電子運(yùn)動狀態(tài)描述最詳盡的是

A.HeB．C．1s2D．

怎么填

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。(能量相同的原子軌道)（自旋方向相同）2p3的電子排布圖√泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理3.洪特規(guī)則C：1s22s22p2√

洪特規(guī)則是針對電子填入簡并軌道而言的,并不適用于電子填入能量不同的軌道?！齃iBeBC↑↓1s2s↑↓↑↑↓↑↓1s2s↑2p↑↓↑↓1s2s↑↑2p1s2sNO↑↓↑↓1s2s↑↑↑2p↑↓↑↓1s2s↑↑↑↓2pFNe↑↑↑↓↓↑↓1s2s2p↑↓↑↓1s2s2p↑↑↑↓↓↓↑↓第二周期元素原子的電子排布圖（即軌道表示式）洪特規(guī)則特例*光譜實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)能量相同的簡并軌道在______、_____和_______條件時，體系能量較低，原子較穩(wěn)定。全滿半滿全空3d4s↑Cr↑↑↑↑↑半充滿狀態(tài)

怎么填

泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理3.洪特規(guī)則3d4s↑↓↑↓↑↑↓↑↓↑↓全充滿狀態(tài)Cu在構(gòu)建基態(tài)原子時，電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道，使整個原子的能量最低。整個原子的能量由核電荷數(shù)、電子數(shù)和電子狀態(tài)三個因素共同決定。自然界的普適規(guī)律泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理4.能量最低原理

能量最低原理的補(bǔ)充：當(dāng)相鄰能級能量差別不大時，有1～2個電子填入能量稍高的能級可能反而降低電子排斥能，進(jìn)而使原子整體能量最低。例如：所有副族元素的基態(tài)原子。內(nèi)容：因素：鐵原子的電子排布圖↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑洪特規(guī)則泡利原理能量最低原理1s2s2p3p3d3s4s結(jié)論：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。違背任意一個，能量就不是最低，就不是基態(tài)?！舅伎寂c討論】

課本P16（1）為什么基態(tài)氦原子的電子排布是1s2而不是1s12s1（3）為什么基態(tài)Sc的價層電子排布是3d14s2，而不是4s3？不滿足能量最低原理不滿足洪特規(guī)則不滿足泡利原理（2）為什么基態(tài)氮原子的軌道表示式是

，而不是

？【練一練】寫出15P、25Mn的軌道表示式，并按要求填空。15P：

，

有

對電子對，有

個單電子。25Mn：________________________________________________________________，

有

種空間運(yùn)動狀態(tài)，有

個單電子，屬于半充滿。63155表示方法原子結(jié)構(gòu)示意圖電子式電子排布式簡化電子排布式價電子排布式電子排布圖(軌道表示式）價電子排布圖以硫(S)為舉例S：1s22s22p63s23p4[Ne]3s23p4S：3s23p4歸納一：基態(tài)原子核外電子排布的表示方法S：——七圖式（1）有1個未成對電子：（2）有2個未成對電子：（3）有3個未成對電子：（4）有4個未成對電子：（5）有5個未成對電子：（6）有6個未成對電子：歸納二：1-36號元素中，原子核外未成對電子數(shù)與價電子排布之間的關(guān)系ns1、ns2np1、ns2np5、3d14s2、3d104s1ns2np2、ns2np4、3d24s2、3d84s2ⅠA族(ns1：H、Li、Na、K)；ⅢA族(ns2np1：B、Al、Ga)；ⅦA族(ns2np5：F、Cl、Br)；Sc、Cu。ⅣA族(ns2np2：C、Si、Ge)；ⅥA族(ns2np4：O、S、Se)。Ti、NiⅤA族(ns2np3：N、P、As)，V、Co。FeMnCrns2np3、3d34s2、3d74s23d64s23d54s23d54s1練一練：在前四周期元素中，基態(tài)原子中未成對電子與其所在周期數(shù)相同的元素有幾種？()A.6種B.5種C.4種D.3種BHCOPFe核外電子運(yùn)動的基本特征能層

能級

軌道

自旋

公轉(zhuǎn)

自轉(zhuǎn)

大范圍

小范圍

歸納三：基態(tài)原子核外電子運(yùn)動狀態(tài)的描述電子能量與能層、能級有關(guān)電子運(yùn)動的空間范圍與原子軌道有關(guān)第一節(jié)原子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第4課時電子排布的軌道表示式(電子排布圖)核外電子在原子軌道中的排布規(guī)律電子排布式與軌道表示式的比較排布規(guī)律一：泡利原理排布規(guī)律二：洪特規(guī)則排布規(guī)律三：能量最低原理簡并軌道電子對單電子自旋平行用方框表示原子軌道，在方框的下方用能級符號表示軌道所屬能級課堂小結(jié)1.下列原子的軌道表示式中，符合洪特規(guī)則的是()A. B.C. D.C2.下列有關(guān)化學(xué)用語中不能體現(xiàn)氮原子核外電子能量有差異的是()A. B.C. D.1s22s22p3A課堂練習(xí)3.24Cr原子處于基態(tài)時，價電子排布可用軌道表示式表示成，而不是

。下列說法中正確的是()A.這兩種排布方式都符合能量最低原理B.這兩種排布方式都符合泡利原理C.這兩種排布方式都符合洪特規(guī)則D.這個實(shí)例說明洪特規(guī)則有時候和能量最低原理是矛盾的B課堂練習(xí)4.下列關(guān)于硅原子的核外電子排布表示方法中，錯誤的是()A.1s22s22p63s23p2B.[Ne]3s23p2C.D.C5.在短周期元素中，元素的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)等于能層數(shù)的元素有a種，元素的基態(tài)原子最外層電子數(shù)是未成對電子數(shù)2倍的元素有b種，則a∶b的值為()A.1 B.2 C.3 D.4B課堂練習(xí)6.下列各組原子中，彼此化學(xué)性質(zhì)一定相似的是()A.原子核外L能層的未成對電子數(shù)與M能層的未成對電子數(shù)相等的原子B.原子核外M層上僅有兩個電子的X原子與原子核外N層上僅有兩個電子

的Y原子C.2p能級只有1個空軌道的X原子和3p能級只有1個空軌道的Y原子D.最外層都只有一個電子的X、Y原子C課堂練習(xí)7.(1)氧元素基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)為____個，第三周期中有兩個成單電子的元素符號________(填一種即可)，M層上有2對成對電子的原子最外層共有___種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子。2Si(或S)6(2)1～36