1.1.4泡利原理、洪特规则、能量最低原理-【化学优课PPT】高中化学选择性必修2同步PPT课件（人教版2019）

第一节 原子结构 第3课时 第一章 原子结构与性质 人教版 选择性必修第二册 化学优课PPT 授课教师： 电子云与原子轨道 学习目标 掌握泡利原理、洪特规则、能量最低原理，能够根据三条规则书写轨道表示式，熟知核外电子排布的表示方法。 01 能够根据核外电子的表示方法，推导出对应的原子或离子。 02 课程导入 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？核外电子在原子轨道中的排布应该如何表示? 课程导入 新课讲解 泡利原理 1925年，乌伦贝克和哥德斯密根据实验事实提出假设： 电子除了空间运动状态外，还存在一种运动状态叫自旋。 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。 ②电子能量与能层、能级有关，电子的空间运动状态与原子轨道有关，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。 电子的自旋状态 电子的自旋状态 泡利原理 顺时针和逆时针两种取向（简称自旋相反） 电子自旋的取向： 符号表示： ↑和↓表示自旋相反的电子 泡利原理 泡利原理 基于光谱事实，在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，而且它们的自旋状态相反，这个原理是由泡利首先提出,称为泡利原理，也称泡利不相容原理。 同一个原子中不能有两个或两个以上的电子处于完全相同的运动状态。 电子排布的轨道表示式 H H 1s1 O 1s22s22p4 原子轨道 简并轨道：能量相同的原子轨道 电子对 单电子(未成对电子) 自旋平行 能级符号 是表述电子排布的一种图示。 轨道表示式（电子排布图） 电子排布的轨道表示式 1.用□或〇代表一个原子轨道，能量相同的原子轨道（简并轨道）的方框相连。不同能级中的□要相互分开。 2.整个电子排布图中各能级的排列顺序要与相应的电子排布式一致。 3.箭头表示一种自旋状态的电子，一个箭头表示一个电子，“↓↑” 称电子对 ，“↑”或“↓”表示单电子（或称未成对电子），箭头同向的单电子称自旋平行。 H H 1s1 O 1s22s22p4 注意事项 O 1s2 2s2 2p4 O 1s 2s 2p ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 2p 2s 1s ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 电子排布的轨道表示式 注意事项 4.通常在方框下方或上方标记能级符号。 5.有时画出的能级上下错落，以表达能量高低不同。 6.电子排布图中，原子轨道符号上不能标记电子书，如不能写1s2 、3p2 。 电子排布的轨道表示式 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 2.下列基态碳原子的轨道表示式哪个是正确的？ ② C 1s ↑↑ ↑↓ ↑↓ 2s 2p ① C 1s ↑↓ ↑↓ ↑↓ 2s 2p 2p ③ C ↑ 1s ↑ ↑↓ ↑↓ 2s 【练一练】 1.请画出铝原子的轨道表示式 洪特规则 弗里德里希·洪特 基态原子中，填入简并轨道的电子总是优先以自旋平行方式分别占据不同轨道，称为洪特规则。 1925年，洪特在诠释复杂原子光谱时，得出判断基态原子光谱的三条经验规则，后人归并简化为一条： 2p3的电子排布图 X X √ 洪特规则 13 洪特规则 能量较低 状态稳定 全充满（p6，d10，f14） 全空时（p0，d0，f0 ） 半充满（p3，d5，f7 ） 在简并轨道上的电子排布处于全满、半充满、全空状态，具有较低的能量和较大的稳定性。 洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子。 洪特规则适用于电子填入简并轨道，并不适用于电子填入能量不同的轨道。 注意事项 洪特规则特例 洪特规则 Cr和Cu的价电子排布均不符合构造原理，但源自事实，其原因是什么呢？ 24Cr ↑ 4s ↑ ↑ ↑ 3d ↑ ↑ 能量相近的简并轨道中，电子排布为全充满、半充满或全空的状态是能量较低的稳定状态，此为洪特规则的特例。 ↑↓ 4s ↑ ↑ ↑ 3d ↑ 4s 3