1.1 原子结构 第3课时（教学课件）化学人教版选择性必修2

第1章 原子结构与性质 1.1　 原子结构 第3课时 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 人教版选择性必修2 洪特规则 2 泡利原理 1 知识导航 3 能量最低原理 知识导航 明·学习目标 1.了解核外电子排布的规律—泡利原理、洪特规则、能量 最低原理。 2.能根据核外电子排布规律写1-36号元素的电子排布式和 电子排 布图。 观察右图的光谱图，思考： Na原子最外层只有一个电子，但其原子光谱出现双线。 提出猜想：原子轨道中的孤电子可能存在两种不同的运动状态。 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。 引·新课导入 01 泡利原理 泡利原理 电子自旋 1. 定义: 电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋。 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。 探·知识奥秘 泡利原理 3. 注意事项: （1）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）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，电子能量与能层、能级有关，电子运动的空间范围与原子轨道有关。 （3）一个原子中不可能存在运动状态完全相同的2个电子。 电子自旋 探·知识奥秘 泡利原理 泡利原理 1925年，泡利提出泡利原理，即:在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋方向相反。 探·知识奥秘 泡利原理 轨道表示式 1. 概念 轨道表示式(又称电子排布图)是表述电子排布的一种图式。 2. 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(↑ ↓)表示一种自旋状态电子。 探·知识奥秘 泡利原理 轨道表示式 示例： 能级符号 原子轨道 成对电子 孤/单电子：未成对电子 探·知识奥秘 泡利原理 轨道表示式 根据O原子的核外电子排布，回答下列问题： 电子排布式：1s22s22p4 轨道表示式： 有几对电子对? 有几个单电子? 有几种不同的伸展方向? 有几种空间运动状态(原子轨道)?有几种不同能量的电子? 有几种运动状态不同的电子? 3 2 4 5 8 3 探·知识奥秘 泡利原理 总结 1. 用口或〇代表一个原子轨道，能量相同的原子轨道(简并轨道)的方框相连。不同能级中的口要相互分开。 2. 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。 3. 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(或称未成对电子)，箭头同向的单子对，电子称自旋平行。 4. 通常在方框下方或上方标记能级符号。 5. 电子的空间运动状态指的是原子轨道；电子的运动状态指的是电子数。 探·知识奥秘 1. 写出Fe、Fe2+、Fe3+的轨道表示式。 析·典型范例 13 2. 下列关于基态碳原子的轨道表示式，正确的是（ ） A. B. C. D. C 析·典型范例 14 D 析·典型范例 15 02 洪特规则 1925年，洪特在诠释复杂原子光谱时，得出了判断基态原子光谱项三条经验规则，后人归并简化成一条:基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行，称为洪特规则。 洪特规则 洪特规则 例：判断2p3电子排布图的正误。 × × √ 探·知识奥秘 洪特规则 洪特规则 注意事项： 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的,并不适用于电子埴入能量不同的轨道。 3.洪特规则特例(光谱实验发现) 有少数元素的基态原子Cr、Cu的电子排布对于构造原理有1个电子的偏差。因为能量相同的原子轨道在全充满、半充满、 全空状态时，体系的能量较低，原子较稳定。 探·知识奥秘 洪特规则 洪特规则 × × √ √ 探·知识奥秘 能量最低原理 能量最低原理 概念： 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，这就是能量最低原理。 （1）相邻能级能量相差很大时，电子填入能量较低的能级可使原子能量最低。如所有主族元素的基态原子。 （2）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的排斥能，进而使原子整体能量最低。如所有副族元素的基态原子。 探·知识奥秘 核外电子排布规律 总结 核外电子排布的三个规律： 1.核外电子在原子轨道上排布要同时考虑这三个原则。（并不一定每条都符合） 2.这三个原则并不是孤立的，而是相互联系、相互制约的 3.符合上述规律的原子处于基态，不符合上述规律的原子处于激发态。 探·知识奥秘 1. 判断下列电子排布式/轨道表示式违背了什么原则？ （1）2p轨道上有3个电子的原子： （2）2p轨道上有2个电子的原子： （3）基态P原子：1s22s22p63px23pz2 （4）4s轨道上有2个电子的原子： （5）3d轨道上有8个电子的原子： （6）ns、np轨道上的电子： 洪特规则 洪特规则 洪特规则 洪特规则 泡利原理 能量最低原理 析·典型范例 C 析·典型范例 3.按要求完成下列填空： (1)11Na的电子排布式为____________； (2)20Ca的最外层电子排布式为____； (3)35Br－的离子结构示意图为__________； (4)8O的轨道表示式为__________________________； (5)9F的最外层轨道表示式为____________________。 1s22s22p63s1 4s2 析·典型范例 核外电子排布的表示方法 探·知识奥秘 核外电子排布的表示方法 探·知识奥秘 核外电子排布的表示方法 探·知识奥秘 1.1 原子结构 第3课时 泡利原理 洪特规则 泡利原理表述 原子轨道表示式 洪特规则表述 洪特规则的特例 理·核心要点 能量最低原理 1. 原子核外电子排布规律中有“各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的二倍”，支撑这一结论的理论是（ ） A.泡利不相容原理 构造原理 B.能量最低原理 D.洪特规则 A 练·技能实战 D 练·技能实战 3. 在多电子原子中，决定轨道能量的因素是（ ） ①能层　②能级　③电子云的伸展方向　④电子自旋状态 A.①②　　B.①④　　 C.②③　　D.③④ A 练·技能实战 4. 下列原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是________(填序号，下同)，违反能量最低原理的是____，违反洪特规则的是_____，违反泡利原理的是_____。 ①Ca2＋：1s22s22p63s23p6 ②F－：1s22s23p6 ③P： ④Fe：1s22s22p63s23p63d64s2 ⑤Mg2＋：1s22s22p6 ⑥C： ①④⑤ ② ③ ⑥ 练·技能实战 感谢 您的聆听 THANKS 人教版选择性必修2 3．下列关于钠元素的几种表达式错误的是(　　) 2.下列电子排布的轨道表示式所表示的元素原子中，能量处于最低状态的是(　　) 原子(离子)结构示意图 含义 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 含义 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 实例 K：1s22s22p63s23p64s1 简化电子排布式 含义 为了避免电子排布式书写过于烦琐，把内层电子达到稀有气体原子结构的部分以相应稀有气体元素符号外加方括号表示 实例 K：[Ar]4s1 价电子 排布式 含义 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 Al：3s23p1 轨道 表示式 含义 每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子 实例 电子式 含义 化学中常在元素符号周围用“·”或“×”来表示元素原子的最外层电子，相应的式子叫做电子式 实例 2．下列关于钠元素的几种表达式错误的是(　　) $