第一章 第一节3 泡利原理、洪特规则、能量最低原理-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高二化学选择性必修2 同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019）

课时(三)　泡利原理、洪特规则、能量最低原理　►对应学生用书P7 课程标准解读 核心素养解读 1.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。 2．会利用核外电子排布规律和核外电子排布的原则书写轨道表示式 1.通过认识原子结构及核外电子排布，建立观点、证据和结论之间的逻辑关系。培养“证据推理与模型认知”的核心素养。 2．能说明思维模型在人类认识原子结构过程中的重要作用。培养“科学态度与社会责任”的核心素养 　高效导学第一步　预习新知，落实必备知识 【教材基点梳理】 1．电子自旋与泡利原理 (1)电子自旋 ①含义：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。 ②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(↑和↓)表示自旋相反的电子。 (2)泡利原理(泡利不相容原理) 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。 2．电子排布的轨道表示式(电子排布图) (1)表示方法 用方框(或圆圈)表示原子轨道，能量相同的原子轨道(简并轨道)的方框相连；箭头表示一种自旋状态的电子，“↑↓”称电子对，“↑”或“↓”称单电子(或称未成对电子)，箭头同向的单电子称自旋平行。 (2)实例 [注意]①通常在方框下方或上方标记能级符号，有时画出的能级上下错落，以表达能量高低不同。②没有电子的轨道称为空轨道。 3．洪特规则 内容 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 适用 范围 洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子 注意 事项 洪特规则是针对电子填入简并轨道而言的，并不适用于电子填入能量不同的轨道 4.能量最低原理 含义 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，使整个原子的能量最低 注意 事项 (1)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； (2)相邻能级能量相差很大时，电子填入能量低的能级可使整个原子能量最低，如所有主族元素的基态原子； (3)相邻能级能量相差不太大时，有1～2个电子占据能量稍高的能级可能反而降低了电子排斥能而使整个原子能量最低，如所有副族元素的基态原子 【基础正误辨析】 1．当电子排布在同一能级的不同轨道时，电子总是先占满1个轨道，然后再占据其他原子轨道(×) 2.C的电子排布式1s22s22p违反了洪特规则。(√) 3．电子进入原子轨道时先进入2s轨道再进入2p轨道遵循的是能量最低原理(√) 4.违背了泡利原理(×) 5．在d轨道中电子排布成，而不排布成 ，遵循的是洪特规则(√) 　高效导学第二步　课堂探究，培优关键能力 【要点培优】 1．能量最低原理 按照构造原理，原子轨道能量由低到高的顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s……，即ns、(n－2)f、(n－1)d、np。 2．泡利原理 在核外电子的排布中，排在同一轨道上的两个电子，自旋状态不同；而自旋状态相同的电子，必然处于不同的轨道上。即在同一原子中，没有运动状态完全相同的两个电子存在，原子核外有几个电子，就有几种运动状态。 3．洪特规则的特例 在简并轨道(同一能级)上的电子排布处于全充满、半充满和全空状态时，具有较低的能量和较大的稳定性。 相对稳定的状态 例如：铬(24Cr)的价层电子排布式是3d54s1(3d、4s能级均为半充满)而不是3d44s2。 [思考] 1.铜元素的3d轨道和4s轨道的能量哪一个更高？根据核外电子排布的原则铜元素的核外电子排布式应该为1s22s22p63s23p63d94s2，实际上却是1s22s22p63s23p63d104s1，为什么？ 提示：根据能级交错原理，E(3d)>E(4s)。该排列符合洪特规则的特例，此时3d轨道为全满状态，4s轨道为半满状态，能量较低，较为稳定。 2．27号元素Co是γ射线放射源，可用于农作物诱变育种，我国用该方法培育出了许多农作物新品种。 (1)钴的电子排布式若为：1s22s22p63s23p63d9，违反了哪一个规则？ 提示：根据核外电子排布的规律，电子应该先排能量低的轨道，再排能量高的轨道，由于E(4s)＜E(3d)，因此该原子的核外电子在排布时应先排4s轨道再排3d轨道，因此该电子排布式违反了能量最低原则。 (2)钴的价层电子的轨道表示式写作：，违反了哪一个规则？ 提示：根据洪特规则，电子在进入简并轨道时应先单独分占且自旋平行，因此该轨道表示式违反了洪特规则。 【应用培优】 1．下列各项叙述错误的是(　　) A．如果硫原子轨道表示式为，则违反了泡利原理 B.如果25号Mn元素的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d7，则违反了构造原理 C．氮原子的轨道表示式为，