1.1.3泡利原理、洪特规则、能量最低原理 课件 2024-2025学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第一节原子结构与性质 讲授人：郎冬霞 第三课时：泡利原理、洪特规则、能量最低原理 1 认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则 1 能结合能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则书写1——36号元素基态原子的核外电子排布式和轨道表示式，并说明含义 2 本节课学习目标 2 能层 K L M N O 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p ... 原子轨道数 容纳电子数 每个原子轨道最多只能容纳 个电子 2 3 每个原子轨道中最多可容纳两个电子，那么电子在轨道上运动的情况是怎样的？ 核外电子的基本特征 轨道 电子自旋 电子的自旋有顺时针和逆时针两种状态，常用上下箭头(“↑”和“↓”)表示自旋状态相反的电子. 第 页 任务一.电子排布的轨道表示式(电子排布图) 轨道表示式，又称电子排布图，是表述电子排布的一种图式。 表示方法：用方框（也可用圆圈）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（“↑”或“↓”）表示一种自旋状态电子。 如氢基态原子的轨道表示式为： 通常应在方框下方或上方标记能级符号 1s1 H 1s 请大家以原子结构示意图及电子排布式为基础，小组讨论He、Li、Be原子核外电子的轨道表示式？ 任务二元素基态原子核外电子轨道表示式——模型建立 元素符号 推测可能结构（轨道表示式） 原子结构示意图 电子排布式 推测过程中遇到的问题 He Li Be 核外电子应如何填入一个原子轨道？ ＋2 2 ＋4 2 2 1s 或 1s 1s 2s A 或 1s 2s A 1s22s1 1s22s2 1s2 ＋3 2 1 1s 2s A 或 1s 2s A 问题一：核外电子应如何填入一个原子轨道？ 泡利原理：每个轨道最多只能容纳两个电子，且自旋方向相反。 任务二元素基态原子核外电子轨道表示式——模型建立 元素符号 推测可能结构（轨道表示式） 原子结构示意图 电子排布式 推测过程中遇到的问题 C N O ＋6 2 4 ＋7 2 5 ＋8 2 6 一个能级存在多个能量相同的原子轨道时，核外电子应如何填入这些原子轨道？ 1s22s22p2 1s22s22p3 1s22s22p4 1s 2s 2p 1s 2s 2p 1s 2s 2p 1s 2s 2p 请大家以原子结构示意图及电子排布式为基础，小组讨论完成C、N、O原子核外电子的轨道表示式 1s 2s 2p 1s 2s 2p 任务二元素基态原子核外电子轨道表示式——模型建立 问题二：一个能级存在多个能量相同的原子轨道时，核外电子应如何填入这些原子轨道？ 洪特规则：对于基态原子，核外电子在能量相同的原子轨道上排布时，将尽可能分占不同的原子轨道并且自旋状态相同。 任务二元素基态原子核外电子轨道表示式——模型建立 问题三：核外电子优先占据什么能层？ 能量最低原理：电子尽可能占据能量最低的轨道，使整个原子的能量最低，即根据电子排布顺序（构造原理）占据相应原子轨道。 任务二元素基态原子核外电子轨道表示式——模型建立 泡利原理：每个轨道最多只能容纳两个电子，且自旋方向相反。 洪特规则：对于基态原子，核外电子在能量相同的原子轨道上排布时，将尽可能分占不同的原子轨道并且自旋状态相同。 能量最低原理：系统的能量越低越稳定。电子尽可能占据能量最低的轨道。 1s 任务二元素基态原子核外电子轨道表示式——模型建立 写出 24Cr 29Cu 电子排布式 29Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 24Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 能量最低： 相对稳定的状态 全充满：p6、d10、f14 半充满:p3、d5、f7 全空:p0、d0、f0 能量最低：全空、半充满、全充满时相对稳定 任务三元素基态原子核外电子轨道表示式——推广应用 根据已知规则，请大家书写11到18号基态原子核外电子轨道表示式。 以铝原子为例，说明轨道表示式中各部分的含义： 铝原子成对电子对的数目为6,有一个单电子。 任务四核外电子排布常见方法——归纳总结 思考与讨论：铝中电子运动空间运动状态、核外电子运动状态 原子结构示意图 意义 实例  电子 排布式 意义 实例 任务四核外电子排布常见方法——归纳总结 将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子 用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式 Al　1s22s22p63s23p1 价电子 排布式 意义 主族元素的价层电子指最外层电子，价层电子排布式即最外层电子排布式 实例 轨道表示式（电子排布图） 意义 每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子 实例 任务四核外电子排布常见方法——归纳总结 Al：3s23p1 Al 1s 2s 2p 3s 3p 练习检测 原子核外电子排布遵循的原理和规则 能量最低原理 泡利原理 洪特规则 原子核外电子排布的表示式 电子排布式 轨道表示式 原子结构示意图 全满、半满、全空相对稳定 课堂小结 $$