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、洪特规则和能量最低原理
1
1、知道泡利原理和洪特规则,能书写1〜36号元素的基态原子的轨道表示式。
2、理解能量最低原理,知道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,能解释一些元素的基态原子的核外电子排布不遵循构造原理的原因。
学习目标
2
1
本节重点
本节难点
泡利原理、洪特规则、能量最低原理
1〜36号元素的基态原子的轨道表示式的书写
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向FeCl3溶液中滴入KSCN溶液
向FeCl2溶液中滴入KSCN溶液
铁元素有两种常见的离子存在形态:Fe2+、Fe3+。它们的核外电子排布存在怎样的差异呢?今天我们从另一个角度来学习核外电子的排布,认识核外电子的排布规律。
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基态铁原子的核外电子排布是怎样的呢?失去2个电子变为Fe2+,失去3个电子变为Fe3+, Fe2+、Fe3+的核外电子排布又是怎样的呢?
Fe :1s22s22p63s23p63d64s2
Fe2+:1s22s22p63s23p63d6
Fe3+:1s22s22p63s23p63d5
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能层 K L M N …
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f …
能级数 1 2 3 4 …
各能级
轨道数 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 …
各能层
轨道数 1 4 9 16 …
最多容纳
电子数 2 8 18 32 …
每个轨道最多容纳2个电子,它们的空间运动状态是相同的。为什么每个原子轨道中最多可容纳两个电子?
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斯特恩-盖拉赫实验
在实验中发现了银原子束经过不均匀磁场,产生了偏转,并最终在屏幕垂直方向上,形成了两个上下对称的非连续分布。至此,所有的粒子从理论上就都有了——自旋。
实验演示
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7
一、核外电子排布规律
1、电子自旋与泡利原理
1925年,两个荷兰年轻人提出: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。
微观粒子的内在属性
常用上下箭头(“↑”“↓”)表示自旋相反的电子。
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)。
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一、核外电子排布规律
一、核外电子排布规律
1、电子自旋与泡利原理
①自旋是电子的一种状态,是其内在属性。
②遵循泡利原理的核外电子排布方式是相对稳定的。
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一、核外电子排布规律
2、电子排布的轨道表示式
↑↓
↑↓
↑↓
↑
↑
↑↓
1s
↑↓
↑↓
↑
↑
1s22s22p4
O
2s
2p
1s
2s
2p
原子轨道
能级符号
自旋状态的电子
电子对
单电子
自旋平行
简并轨道
电子排布图
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一、核外电子排布规律
2、电子排布的轨道表示式
1s22s22p63s1
Na
能级上下错落表达能量的高低
H
1s1
He
1s2
↑
1s
↓
1s
H
或
H
↑↓
1s
↑↑
1s
↓↓
1s
He
↑↓
↑↓
↑
↑↓
↑↓
↑↓
1s
2s
2p
3s
Na
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思考与讨论
请同学们尝试书写6、7、9号元素的基态原子的电子排布式和轨道表示式。
1s22s22p2
C
1s22s22p3
N
1s22s22p5
F
↑↓
↑↓
↑
↑
↑↓
↑↓
↑
↑
↑
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
1s
2s
2p
1s
2s
2p
1s
2s
2p
↑↓
↑
↓
↑
↑↓
↑
↑↓
2p
2p
2p
哪种排布结果更符合实际呢?
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一、核外电子排布规律
3、洪特规则
基态原子中,电子填入简并轨道,总是先单独分占,且自旋平行,称为洪特规则。
弗里德里希·洪特
洪特规则只针对于简并