1.1.3 泡利原理 洪特规则 能量最低原理 课件2023-2024学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2

第一节 原 子 结 构 1.1.3 泡利原理 洪特规则 能量最低原理 人教版高中化学选必二 目录 洪特规则 03 04 电子自旋与泡利原理 01 电子排布的轨道表示式 02 04 能量最低原理 PART 01 ·电子自旋与泡利原理· SAFE USE EDUCATION 电子自旋 为什么一个原子轨道里能容纳两个电子？ 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。 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； 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。 泡利原理 在一个原子轨道里，最多只能容纳 个电子，它们的自旋 ，也称泡利不相容原理。 2 相反 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。 常用方向相反的箭头“↑”和“↓”表示自旋状态相反的电子。 PART 02 ·电子排布的轨道表示式· SAFE USE EDUCATION 电子排布的轨道表示式 轨道表示式（电子排布图）：是表述电子排布的一种图示。 原子轨道 电子对 用方框(或圆圈)表示　　　　； 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　　　，“↑”或“↓”称单电子(或称未成对电子)。 电子排布的轨道表示式——注意事项 1.不同能级中的方框(或圆圈)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.通常在方框下方或上方标记能级符号。 4.有时画出的能级上下错落，以表达能量高低不同。 思考：O的轨道表示式是什么？ 电子排布的轨道表示式 O 在氧原子中，有 个电子对，有 个单电子。 在氧原子中，有 种空间运动状态，有 种运动状态不同的电子。 3 2 5 8 轨道数 电子数 PART 03 ·洪特规则· SAFE USE EDUCATION 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，而且自旋方向相同。 2p3的电子排布图 X X √ 如：O原子的电子排布图 洪特规则特例 在简并轨道上的电子排布处于全充满、半充满和全空状态时，具有__ 的能量和 的稳定性。 较 低 较大 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 ） Cr：1s22s22p63s23p63d44s2 Cu：1s22s22p63s23p63d94s2 Cr：1s22s22p63s23p63d54s1 Cu：1s22s22p63s23p63d104s1 √ √ 思考与讨论 1.下列轨道表示式中哪个是氧的基态原子？为什么？ A　根据洪特规则，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。 PART 04 ·能量最低原理· SAFE USE EDUCATION 能量最低原理 (1)内容：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据 的原子轨道，使整个原子的能量最低。 (2)因素：整个原子的能量由 、 和 三个因素共同决定。 能量最低 核电荷数 电子数 电子状态 思考与讨论 1.为什么基态氦原子的电子排布式是1s2而不是1s12s1? 氦原子核外有2个电子，根据能量最低原理和泡利原理，基态氦原子的2个电子以自旋相反的形式填充在能量最低的1s轨道中，且1s轨道和2s轨道能量相差较大，所以基态氦原子不会出现2个电子单独分占1s、2s轨道的情况。 思考与讨论 3.为什么基态Sc的价层电子排布是3d14s2，而不是4s3? 违背了泡利原理，4s能级只有1个轨道，每个轨道最多可容纳2个电子。 2.为什么基态氮原子的轨道表示式是 ，而不是 ？ 违背了洪特规则，2p轨道上的三个电子应分占三个轨道且自旋方向相同。 核外电子排布的表示方法 (1)电子排布式 每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。 如N的轨道表示式： ①电子排布式 如K原子的电子排布式：1s22s22p63s23p64s1 ②简化的电子排布式。 如K原子简化的电子排布式：[Ar]4s1 (2)轨道表示式 课堂小结 课堂练习 √ 1.某原子核外电子排布为ns2np7，它违背了 A.泡利原理 B.能量最低原理 C.洪特规则 D.构造原理 课堂练习 A．Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2 B．As的价电子排布图： C．Fe的原子结构示意图： D．Mn2＋的价电子排布图