1.1.4 泡利原理、洪特规则、能量最低原理（课件）-【基于真实情景的同步教学】2024-2025学年高二化学同步课件与检测（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 第4课时 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 知识与技能 通过对“电子自旋”“泡利原理”的学习，诊断并发展学生宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的能力。 过程与方法 情感态度与价值观 通过对洪特规则特例等特殊电子排布的认识，诊断并发展学生基于事实辩证的理解科学原理的科学态度与素养。 通过对1~36号元素基态原子的核外电子排布的轨道表示式的书写练习，诊断并发展学生利用已有模型解决问题的能力，以及在书写过程中发现问题的能力。 1 2 3 学习目标 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 更多模版：亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 2 教学引入：艺术盛宴《原子轨道》 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 能级 s p d f 最多可容纳电子数 2 6 10 14 原子轨道数 1 3 5 7 单轨道容纳电子数 2 2 2 2 每个能级的原子轨道数和最多可容纳的电子数，不难发现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？ 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 在斯特恩-盖拉赫实验中，发现银原子束(最外层只有一个电子)经过不均匀磁场时会产生偏转，并最终在屏幕的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。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 电子自旋与泡利原理 01 PART 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.1 电子自旋 1.自旋：电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋，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。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.2 泡利原理 1925 年，泡利正式提出：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反，这个原理被称为泡利原理。 (泡利不相容原理) 沃尔夫冈·泡利 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 电子排布的 轨道表示式 02 PART 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 2.1 轨道表示式（电子排布图） 轨道表示式：用方框(或圆圈)表示原子轨道，在方框的下方用能级符号表示轨道所属能级，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，“↑↓”称电子对，“↑”或“↓”称单电子(或称未成对电子)。 ↑ 1s H ↓ 1s H 或 ↑↓ 1s He ↑↓ 1s 2s 2p 3s ↑↓ 1s22s22p63s1 Na ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ 1s 2s 2p 3s 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 2.1 轨道表示式 ，即1种空间运动状态。 Si原子中，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（与电子数相同）。 6 2 8 14 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 小结 轨道表示式书写 用□或○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□或○要相互分开，同一能级中的□或○要相互连接； 通常在方框下方或者上方标记能级符号； 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； 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，箭头同向，自旋平行，箭头相反，自旋相反。 电子排布式给出了基态原子核外电子在能层和能级中的排布，而轨道表示式(也称电子排布图)还给出了电子在原子轨道中的自旋状态。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 更多模版：亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 12 课堂检测 1.判断下列基态原子的轨道表示式是否正确。 × 1. He 1s 或 He 1s 2. B 1s 2s 2p × 3. K 1s 2s 2p 3p 3s 4s √ 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 请写出基态碳原子可能的轨道表示式。 ② C 1s ↑↑ ↑↓ ↑↓ 2s 2p ① C 1s ↑↓ ↑↓ ↑↓ 2s 2p 2p ③ C ↑ 1s ↑ ↑↓ ↑↓ 2s 2p ④ C ↓ 1s ↑ ↑↓ ↑↓ 2s √ 【思考与讨论】 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 洪特规则 03 PART 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 3.1 洪特规则 1.洪特规则：基态原子(基态离子)中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。 2p 基态 C原子轨道表示式： ↑ 1s ↑ ↑↓ ↑↓ 2s 弗里德里希·洪特 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 课堂检测 2.请写出以下元素基态原子的轨道表示式。 1s ↑ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 2s 2p N 1s ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 2s 2p O 1s ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ 2s 2p F 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 3.1 洪特规则 2.洪特规则的特例（光谱实验发现）： 当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系具有较低的能量和较强的稳定性。 例如24Cr的电子排布式1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1为半满状态， 29Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 能量最低原理 04 PART 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 4.1 能量最低原理 1.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，使整个原子的能量最低。 只有一组全满的 简并轨道 有两组半满的 简并轨道 体系能量较低 原子较稳定 体系能量高 原子不稳定 3d 4s ↑↓ Cr ↑ ↑ ↑ ↑ 3d 4s ↑ Cr ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 4.1 能量最低原理 2.影响因素：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。 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。 总之，基态原子核外电子排布遵循的原理有泡利原理、洪特规则和能量最低原理，若是违背其中一条规则，则原子能量便不会处于最低状态，即原子不稳定。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 课堂检测 3.下列有关核外电子排布的式子不正确的是 ( ) A. 24Cr的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1 B. K的简化电子排布式：[Ar]4s1 C. N原子的电子排布图： D. S原子的电子排布图: D 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 课堂检测 4.下列说法错误的是 ( ) A. ns电子的能量可能低于(n-1)p电子的能量 B. 6C的电子排布式为1s22s22px2,违反了洪特规则 C. 电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理 D. 电子排布式(22Ti) 1s22s22p63s23p10违反了泡利原理 A 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 课堂检测 5.下列各原子或离子的电子排布式错误的是 ( ) A．K+：1s22s22p63s23p6 B．As：1s22s22p63s23p63d104s24p3 C．N3-：1s22s22p6 D．Ca：1s22s22p63s23p63d2 D 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 课堂检测 6.(1)17Cl的电子排布式：_________________。 (2)17Cl的价电子排布式：__________。 (3)17Cl-的电子式：___________。 (4)17Cl的价电子轨道表示式：__________________。 (5)17Cl的原子结构示意图：________。 (6)第四周期中最外层只有1个电子的所有基态原子的简化电子排布式：______________________________。 1s22s22p63s23p5 3s23p5 [Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 小结 电子云、泡利原理、洪特规则、能量最低原理 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 更多模版：亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 26 第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 第4课时 泡利原理、洪特规则与能量最低原理 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $$