1.1.5 轨道排布三规律+轨道排布式 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

第5课时 轨道排布三规律 轨道排布式 第一章 原子结构与元素性质 第一节 原子结构 学习要点 三个概念:原子轨道、空间运动状态、运动状态。 三个规律:泡利原理、能量最低原理、洪特规则。 一个符号:轨道表示式。 电子 层 1 2 3 4 n 原子轨道类型 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f … 原子轨道数目 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 —— 1 4 9 16 n2 最多可容纳电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 —— 2 8 18 32 2n2 课前复习 观察原子轨道数目与最多可容纳电子数，你能得出什么结论？ 基态原子的核外电子排布遵循三大规律（两原理一规则） 一、泡利（不相容）原理 在一个原子轨道里，最多只能容纳两个电子，他们自旋相反。 （1）自旋：电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋。 (是微观粒子普遍存在的如同电荷、质量一样的内在属性） （2）两种取向及表示方法： 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、泡利（不相容）原理 在一个原子轨道里，最多只能容纳两个电子，他们自旋相反。 （3）运动状态：能层、能级、原子轨道和自旋状态四个方面共同决定电子的运动状态。 在同一个原子中，有可能存在两个空间运动状态相同的电子。 在同一个原子中不可能存在运动状态完全相同的2个电子。 基态原子的核外电子排布遵循三大规律（两原理一规则） 空间运动状态=轨道数目 电子运动状态=电子数目 二、能量最低原理 在构建基态原子时，电子将尽可能地先占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低。 基态原子的核外电子排布遵循三大规律（两原理一规则） 原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占在不同的原子轨道上，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低，这个规则称为洪特规则。 三、洪特规则 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。 轨道表示式 轨道表示式又称电子排布图,即将每一个原子轨道用一个方框表示,在方框内标明基态原子核外电子分布的式子，是表述电子排布的一种图式。 ↑↓ 1s 2s 2p 3s ↑↓ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 1s22s22p63s1 Na 各轨道按照离核由近到远，从左到右依次排列。 方框表示原子轨道 能量相同的原子轨道的方框相连 用箭头表示处于特定自旋方向的电子。 写出以下基态原子可能的轨道表示式 ↑↓ 1s He ↑ 1s H ↓ 1s 或 ↑↑ 1s 错，违背了泡利不相容原理 Li 1s ↑↓ ↑ 2s Be 1s ↑↓ ↑↓ 2s B 1s ↑ ↑↓ ↑↓ 2s 2p 没有电子的轨道称为空轨道 空轨道不能省略 洪特规则：原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占在不同的原子轨道上，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低。 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 √ 电子对 单电子（未成对电子） 练习：(1)下列轨道表示式中哪个是硼的基态原子?为什么? (2)下列轨道表示式中哪个是氧的基态原子?为什么? ✔ 违背了泡利原理✘ ✔ BC选项 违背了洪特规则✘ 写出1-18元素基态原子轨道表示式： 3d 4s ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ 3d 4s ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 只有一组全满的原子轨道 有两组半满 的原子轨道 写出 24Cr 轨道表示式 ↑↓ 1s 2s 2p 3s 3p ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 1s 2s 2p 3s 3p ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 相对稳定的状态 全充满：p6、d10、f14 半充满:p3、d5、f7 全空:p0、d0、f0 能量相同的原子轨道在全满、半满和全空条件时，体系能量较低，原子较稳定。 写出Fe、Fe2+、Fe3+的轨道表示式 Fe 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ Fe2+ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ 1s 2s 2p 3s 3p 3d Fe3+ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 1s 2s 2p 3s 3p 3d 泡利原理和洪特规则的区别 类型 泡利原理 洪特规则 研究对象 一个原子轨道 同一能级的不同轨道 要求 最多只能容纳2个电子,而且它们的自旋相反 电子总是优先单独占据一个轨道,而且自旋平行 实例     专题：原子核外电子排布的表示方法 原子(离子)结构示意图 意义 将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子 实例   电子 排布式 意义 用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数 实例 Al：1s22s22p63s23p1 简化 电子 排布式 意义 为了避免电子排布式书写过于繁琐,把内层电子达到稀有气体结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示 实例 Al：[Ne] 3s23p1 价电子 排布式 意义 主族元素的价层电子指最外层电子,价层电子排布式即外围电子排布式,副族元素还包括次外层的d电子及次次外层的f电子 实例 Al：3s23p1； Cu：3d104s1 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 Al 专题：原子核外电子排布的表示方法 原子结构示意图 电子式 电子排布式 简化电子排布式 价电子排布式 电子排布图（轨道表示式） 价层电子排布图 以硫(S)为举例 S：1s22s22p63s23p4 [Ne]3s23p4 S：3s23p4 基态原子核外电子排布的表示方法 ——七图式 原子核外电子排布遵循的原理和规则 原子核外电子排布的表示式 能量最低原理 泡利不相容原理 洪特规则 电子排布式、价电子排布式 轨道表示式（电子排布图) 原子结构示意图 全满、半满、全空相对稳定 课堂小结 实验事实 核外电子的 运动状态 核外电子的 填充规律 表征方法 线状原 子光谱 能量 量子化 能层 能级 原子轨道 电子自旋 原子结构示意图 构造原理 电子排布式 分层排布 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 轨道表示式 理论模型 直观化 证据推理 解释 模型认知 或 $$