1.1.4原子结构第4课时-核外电子排布原理 课件 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 课时4 核外电子排布规律 一、电子自旋 每个原子轨道中最多可容纳两个电子，那么这两个电子的运动状态有什么差异呢？ 典型实验现象：钠原子光谱实验 斯特恩-盖拉赫实验 发现了银原子束经过不均匀磁场，产生了偏转，并最终在屏幕垂直方向上，形成了两个上下对称的非连续分布。至此，所有的粒子从理论上就都有了——自旋。 一、电子自旋 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（ “↑”“↓” ）表示自旋相反的电子。 一、电子自旋 通过前面的学习，我们知道：核外电子排布在原子轨道中，你知道它们是按照什么规律排布的呢以及核外电子在原子轨道中的排布应该如何表示？ 二、轨道表示式 电子排布的轨道表示式(电子排布图) 1、用方框（或圆圈）表示原子轨道； 2、能量相同的原子轨道（简并轨道）的方框相连； 3、用“↑”或“↓”表示轨道内电子的自旋取向 4、轨道上方或下方标识能级序号 取决于能层和能级，如2p能级的三个轨道 电子排布式 电子排布图 11Na 1s22s22p63s1 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ 1s 2s 2p 3s 5、有时能级上下错落表达能量的高低 ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 1s 2s 2p 3s Na 二、轨道表示式 【例1】请写出基态氢原子的轨道表示式。 H 1s 或： H 1s 不要忘记能级符号！ 【例2】请写出基态氦原子可能的轨道表示式。 He 1s 或： He 1s 或： He 1s 【任务1】书写1-36号基态原子的轨道表示式。 三、排布规律——泡利原理 一个轨道最多只能容纳两个电子 且同一轨道内的两个电子自旋方向相反（即一个电子为顺时针取向，另一电子为逆时针取向） ①自旋是电子的一种状态，是其内在属性。 ②遵循泡利原理的核外电子排布方式是相对稳定的。 排布规律一：泡利原理（泡利不相容原理） 三、排布规律——泡利原理 【例1】请写出Li、Be、B的轨道表示式。 Li 1s 2s Be 1s 2s B 1s 2s 2p 【例2】请写出基态碳原子可能的轨道表示式。 C 1s 2s 2p C 1s 2s 2p C 1s 2s 2p C 1s 2s 2p 三、排布规律——洪特规则 基态原子中，电子填入简并轨道，总是先单独分占，且自旋平行，称为洪特规则。 弗里德里希·洪特 ①洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子。 ②洪特规则是针对电子填入简并轨道而言，不适用于电子填入能量不同的轨道 排布规律二：洪特规则 三、排布规律——洪特规则 1、下列轨道表示式中哪个是氧的基态原子？为什么？ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↓ ↑ 1s 2s 2p 1s 2s 2p A、 B、 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 1s 2s 2p C、 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↓ ↓ 1s 2s 2p D、 同一个原子轨道: 只有一个电子 电子对 自旋方向相反的一对电子 单电子 有 对电子对，有 个单电子。 有 种空间运动状态，有 种运动状态不同的电子。 轨道数 电子数 3 2 5 8 三、排布规律——洪特规则 请写出24Cr和29Cu元素的轨道表示式 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 3d 29Cu ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 4s ↑↓ ↑↓ ↑↓ 3d ↑↓ ↑ 只有一组全满的简并轨道 有两组半满的简并轨道 只有一组全满的简并轨道 有一组全满、一组半满的简并轨道 三、排布规律——洪特规则特例 排布规律三：能量最低原理 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。 能量最低 因素： 整个原子的能量由 、 和 三个因素共同决定。 核电荷数 电子数 电子状态 能量最低原理的补充： 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排斥能，进而使原子整体能量最低。例如：所有副族元素的基态原子。 三、排布规律——能量最低原理 【任务2】指出1-36号基态原子的未成对电子数。 未成对电子数及其占据的原子轨道 元素符号及价电子排布 1 4s K：4s1，Cu：3d104s1 3