内容正文:
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
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。
核心素养
1.通过认识原子结构及核外电子排布,辨识微观粒子的运动状态不同于宏观物体的运动状态。(宏观辨识与微观探析)
2.结合原子核外电子排布规律及核外电子排布的原则建立观点、结论和证据之间的逻辑关系。(证据推理与模型认知)
新课导入
只有1个最外层电子的碱金属原子光谱为什么会在光谱里呈现双线?
ns能级各有1个轨道,最多可容纳的电子数2×1
np能级各有3个轨道,最多可容纳的电子数2×3
nd能级各有5个轨道,最多可容纳的电子数2×5
nf能级各有7个轨道,最多可容纳的电子数2×7
一个轨道只允许容纳两个电子,它们的运动状态是否相同?
3
一、电子自旋与泡利原理
1、电子自旋
(1)定义
电子除空间运动状态外,还有一种状态叫做自旋。
(2)两种取向及表示方法:
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,常用上下箭头( “↑”“↓” )表示自旋相反的电子。
②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,电子能量与能层、能级有关,电子运动的空间范围与原子轨道有关。
③一个原子中不可能存在运动状态完全相同的2个电子。
2、泡利原理
在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,它们的自旋相反,这个原理被称为泡利原理(也称泡利不相容原理)
注意:
①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。
轨道表示式(又称电子排布图)是表述电子排布的一种图式
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。
2s
2p
↑↓
O
1s
↑↓
↑↓
↑
↑
二、电子排布的轨道表示式-电子排布的另一种方式
2、电子排布图中各符号数字的意义:
2s
2p
↑↓
O
1s
↑↓
↑↓
↑
↑
?
思考
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(自旋方向相同)。