1.1.4原子结构(泡利原理、洪特规则、能量最低原理) 课件2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2

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 选修二 核外电子的运动状态 原子结构 微观辨析 核外电子的排布规律 核外电子排布表示方法 模型建构 宏观表征 能层 能级 原子轨道 构造原理 2n2，最外成8个电子。。 原子结构示意图 电子排布式 1.原子轨道内的电子运动状态是怎样的呢？ 2.原子轨道内的电子排布规律是怎样的呢？ 3.原子轨道内的电子排布如何表征？ 原子结构与性质 #0070C0 #00B0F0 资料卡片-电子自旋 钠原子光谱实验 斯特恩-盖拉赫实验 提出猜想 ：轨道中的单电子可能存在两种不同的运动状态 1925年：“电子自旋”概念的提出 只有1个最外层电子的碱金属原子光谱会在光谱里呈现双线 只有1个最外层电子的银原子在外加电场里加速飞行通过一个不对称磁场时会分成两束 原子结构与性质 电子自旋 电子除空间运动状态外，还有一种状态叫自旋。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。 一、泡利原理 在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们自旋相反。 核外电子在原子轨道中的排布规律I——泡利原理 核外电子的运动状态 能层 能级 原子轨道 电子自旋 补充说明 电子的运动状态由能层、能级、原子轨道和自旋状态四个方面共同决定；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，电子自身的运动状态就是自旋 自旋是微观粒子普遍存在的一种如电荷、质量一样的内在属性 核外电子的排布规律 泡利原理 原子结构与性质 一、泡利原理 思考 核外电子在原子轨道中的排布应该如何表示？ Al 1s22s22p63s23p1 基态Al原子的电子排布式： 原子轨道 简并轨道：能量相同的原子轨道 能级符号 电子对 单电子(未成对电子) 轨道表示式（又称电子排布图） 电子排布式给出了基态原子核外电子在能层和能级中的排布，而轨道表示式还给出了电子在原子轨道中的自旋状态。 核外电子排布表示方法 轨道表示式 原子结构与性质 例1.根据铝原子的轨道表示式，回答以下问题 铝原子外层有 个电子对，有 个单电子。 电子有 种空间运动状态，有 种运动状态不同的电子。 13 1 7 6 例2.下列基态碳原子的轨道表示式哪个是正确的？ ② Si 1s 2s 2p ① B 1s 2s 2p 2p ③ O 1s 2s 2p ④ P 1s 2s 原子结构与性质 #0070C0 #00B0F0 二、洪特规则 核外电子在原子轨道中的排布规律Ⅱ——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 1925年，洪特根据多电子原子的原子光谱正式提出洪特规则： X X √ 原子结构与性质 二、洪特规则 O 1s22s22p4 对比 在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们自旋相反。 核外电子在原子轨道中的排布规律I——泡利原理 核外电子在原子轨道中的排布规律Ⅱ——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 不同轨道中，电子如何排布呢？ 原子结构与性质 例3.请写出Cr、Cu 的电子排布式 Cr：1s22s22p63s23p63d44s2 Cu：1s22s22p63s23p63d94s2 Cr：1s22s22p63s23p63d54s1 Cu：1s22s22p63s23p63d104s1 洪特规则特例： 简并轨道全充满、半充满或全空状态是能量较低的稳定状态。 相对稳定的状态 全充满：p6、d10、f14 全空：p0、d0、f0 半充满：p3、d5、f7 二、洪特规则 核外电子的排布规律 构造原理 泡利原理 洪特规则 洪特规则特例 原子结构与性质 三. 能量最低原理 核外电子在原子轨道中的排布规律Ⅲ——能量最低原理 在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使原子的整体能量最低。 ① 相邻能级能量相差很大时，电子填入能量较低的能级可使原子能量最低。如所有主族元素的基态原子。 ② 当相邻能级能量差别不大时，有1-2个电子填入能量稍高的能级可能反而降低电子的排斥能，进而使原子整体能量最低。如所有副族元素的基态原子。 整个原子的能量由核电荷数、电子数和电子状态三个因素共同决定 补充说明 原子结构与性质 #0070C0 #00B0F0 课堂练习 D 例4.下列微粒中，最外层未成对电子数最多的是（ ） A. S B. As C. Mn D. Fe3＋ 解析 各微粒的未成对电子数分别为：S：2个，As：3个，Mn：5个，Fe3＋：5个，但Mn的最外层电子排布式为4s2。 原子结构与性质 例5 (1)最外层只有1个未成对电子的元素