1.1泡利原理、洪特规则、能量最低原理（第四课时）-2023-2024学年高二化学人教版2019选择性必修2同步课件

泡利原理、洪特规则、能量最低原理 空间运动状态=轨道数目 s、p、d、f等能级所容纳的最大电子数是一样的，是奇数1，3，5，7···的2倍。 为什么一个轨道允许容纳2个电子？ 最外层电子数为1的钠原子光谱会在光谱里呈现双线 当有外磁场时，氢原子或多电子原子光谱中的一条谱线就可能分裂为多条 1921 年，德国物理学家施特恩和格拉赫发现一束气态银原子束通过狭缝，再通过抽成真空的不均匀磁场后会发生分裂，一半原子向上偏转，一半原子向下偏转。这个结果说明原子在磁场中不能任意取向，首次证实了原子在磁场中取向量子化的事实。 1925 年，荷兰物理学家乌伦贝克和古德斯密特提出电子自旋的假设，从而解释了施特恩—格拉赫实验的结果。 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。 泡利原理（泡利不相容/保里不相容）：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们自旋相反。 空间运动状态=轨道数目 电子运动状态=电子数目 对于钠原子，有多少种不同的电子运动状态？ 一个原子中不可能存在运动状态完全相同的2个电子 基态钪原子的价层电子轨道表示式？ Sc 1s22s22p63s23p63d14s2 Sc 1s22s22p63s23p63d14s2 4s 3d ↑↓ ↑ 能级符号 原子轨道 “↑↓”代表自旋相反的电子对 单电子 （未成对电子） 电子排布式只给出了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。 能量相同的原子轨道（简并轨道） 有时画出的能级上下错落，以表达能量高低不同。 O 1s 2s 2p ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 基态氧原子的核外电子排布式？ O 1s22s22p4 O 1s 2s 2p ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ O 1s 2s 2p ↑↑ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 哪一种排布方式是正确的？ 洪特 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不同轨道，且自旋方向相同 不仅适用于基态原子，也适用于基态离子 必须注意，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 Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 4s 3d Cr ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 4s 3d Cu ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 简并轨道全充满、半充满是能量较低的稳定状态。 Cr 1s22s22p63s23p63d44s2 Cu 1s22s22p63s23p63d94s2 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。 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 $$