第1章 第1节 第3课时 泡利原理、洪特规则、能量最低原理-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2配套练习word（人教版 单选版）

第3课时　泡利原理、洪特规则、能量最低原理 新知探究——电子排布的原理、规则和轨道表示式 导学设计　 1.回顾每个能级最多可容纳的电子数,回答下列问题: 能级 ns np nd nf 原子轨道数 1 3 5 7 最多容纳的电子数 2 6 10 14 (1)每个轨道最多容纳多少个电子? (2)容纳在同一原子轨道里的电子空间运动状态是否相同?为什么? 2.阅读材料。 材料一:1922年,在斯特恩⁃盖拉赫实验中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。如图: 材料二:在进行原子光谱实验时发现,只有1个最外层电子的碱金属原子光谱会在光谱里呈现双线。 根据以上两则材料思考,轨道中的单电子运动状态是否只有一种? [系统融通知能] 1.电子自旋与泡利原理 (1)电子自旋 ①电子除空间运动状态外,还有一种状态叫做自旋。 ②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。 ③常用上下箭头(↑和↓)表示一种自旋相反的电子。 (2)泡利原理 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,这个原理称为泡利原理(也称泡利不相容原理)。 2.电子排布的轨道表示式(电子排布图) (1)原子轨道表示: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。 (2)电子表示: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),箭头同向的单电子称自旋平行。 (3)在方框下方或上方标记能级符号 例如硅的基态原子的轨道表示式中各符号、数字的意义: 3.洪特规则 (1)概念: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。 (2)适用范围:不仅适用于基态原子,也适用于基态离子。 4.能量最低原理 (1)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。 (2)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。 (3)电子填充与原子能量的关系 ①相邻能级能量相差很大时,电子填入能量低的能级即可使整个原子能量最低(如所有主族元素的基态原子)。 ②相邻能级能量相差不太大时,有1~2个电子占据能量稍高的能级可能反而降低了电子排斥能而使整个原子能量最低(如所有副族元素的基态原子)。 [微点拨]　基态原子的核外电子排布遵循泡利原理、洪特规则和能量最低原理。 [题点多维训练] 1.下列轨道表示式能表示基态硫原子最外层结构的是 (　　) 2.若将基态6C的电子排布式写成1s22s22,它违背了 (　　) A.能量守恒原理 B.泡利原理 C.能量最低原理 D.洪特规则 3.指出下列核外轨道表示式的书写分别违背了什么原则? (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:1s22s22p63s233　 　　　　。  (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: 　　　　　　　。  4.A、B、C、D、E、F均为36号以前的元素。请完成下列空白: (1)A元素基态原子的最外层有2个未成对电子,次外层有2个电子,其元素符号为　　　　。  (2)B元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,其元素符号为　　　　。  (3)C元素基态的正三价离子的3d轨道为半充满(即有5个电子),其元素符号为　　　　,其基态原子的电子排布式为 　。  (4)D元素基态原子的M层全充满;N层没有成对电子,只有一个未成对电子。D的元素符号为　　　　,其基态原子的价层电子的轨道表示式为　　　　　　　　　　。  (5)E、F元素的基态原子都只有一个未成对电子;它们相互作用形成的离子的电子层结构相同,并且最高能级的电子对数等于其最高能层的电子层数。E、F的元素符号分别为　　　　　　。  命题热点——核外电子排布的各种表征及运动状态的描述 1.原子核外电子排布的表示方法 原子结构 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 示例 Na:　 O2-: 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 示例 O:1s22s22p4　Al:1s22s22p63s23p1 简化电子 排布式 含义 把内层电子排布达到稀有气体结构的部分用稀有气体的元素符号外加方括号表示 示例 O:[He]2s22p4　Al:[Ne]3s23p1 轨道表示式 (或电子排布图) 含义 每个方框表示一个原子轨道,每个箭头代表一个电子 示例 Cl: 2.电子空间运动状态和运动状态 电子在核外的一个空间运动状态称为一个轨道,同一个原子中不存在两个运动状态完全相同的电子。 (1)一个原子中电子占据多少个原子轨道,电子就有多少种空间运动状态。 (2)原子核外一共有多少个电子,电子就有多少种运动状态。 [题点多维训练] 1.下列有关化学用语表述正确的是 (　　) A.基态钙原子的简化电子排布式:[Ar]3d2 B.用电子云轮廓图描述2py原子轨道的形状: C.一水合氨的电离方程式:NH3·H2ON+OH- D.基态氮原子核外电子排布的轨道表示式: 2.钛(Ti)是一种机械强度大、容易加工的耐高温金属,常用于制造合金。下列有关22Ti的化学用语错误的是 (　　) A.原子结构示意图: B.简化电子排布式:[Ar]3d24s2 C.轨道表示式: D.电子排布式:1s22s22p63s23p63d24s2 3.以下关于铁元素的相关说法正确的是 (　　) A.Fe3+的电子有23种空间运动状态 B.Fe的价电子轨道表示式 C.Fe的26个电子在原子轨道中做圆周运动 D.铁与盐酸反应时失去的都是3d电子 4.按要求完成下列填空。 (1)Na的电子排布式为 　。 (2)Ca的最外层电子排布式为 　。 (3)Br的结构示意图为 　。 (4)O的电子排布图为 　。 (5)Ni2+的3d能级电子排布图为 　。 5.下表是几种元素基态原子中电子状态,填写表格。 元素 基态原子的 电子排布式 电子运动 状态数目 电子空间运 动状态数目 6C 17Cl 24Cr 26Fe 课下请完成课时跟踪检测(三) 第3课时　泡利原理、洪特规则、能量最低原理 新知探究 [导学设计] 1.(1)提示:2。 (2)提示:相同。一个空间运动状态称为一个原子轨道,所以同一原子轨道里的电子空间运动状态相同。 2.提示:轨道中的单电子可能存在两种不同的运动状态。 [题点多维训练] 1.选D　原子核外电子优先占据能量最低的轨道,然后依次进入能量高的轨道,这样使整个原子处于能量最低的状态,A中3s轨道没有排满就排3p轨道了,违背了能量最低原理;B、C违背了洪特规则,电子总是优先单独分占,且自旋平行。 2.选D　能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为别的形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中其总量不变,6C的电子排布式写成1s22s22没有违背能量守恒原理,故A不符合题意;泡利原理指的是在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,而且它们的自旋状态相反,基态6C的电子排布式写成1s22s22,没有违背泡利原理,故B不符合题意;能量最低原理指的是电子优先占据能量较低的原子轨道,使整个原子体系能量处于最低,这样的状态是原子的基态,6C的电子排布式写成1s22s22,没有违背能量最低原理,故C不符合题意;6C原子2p能级上有3个轨道,2p能级上有2个电子,2个电子应该排在2个不同的轨道上,且自旋方向相同,若将基态6C的电子排布式写成1s22s22,它违背了洪特规则,正确的电子排布式为1s22s222,故D符合题意。 3.(1)洪特规则　(2)洪特规则　(3)洪特规则　(4)泡利原理　(5)洪特规则 4.解析:(1)A元素基态原子的最外层有2个未成对电子,次外层有2个电子,其次外层为K层,最外层电子排布式为2s22p2或2s22p4,故A是C或O。(2)B元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,s轨道最多填充两个电子,故n=2,B元素原子的最外层电子排布式为2s22p3,B元素是N。(3)C元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成+3价离子,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,即26号元素铁。(4)根据题意,首先写出电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1,该元素为29号元素Cu。(5)E、F元素的基态原子都只有一个未成对电子;它们相互作用形成的离子的电子层结构相同,且最高能级电子对数等于其最高能层的电子层数,符合条件的元素是K和Cl、Li和H。 答案:(1)C或O　(2)N (3)Fe　1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 (4)Cu　　(5)K和Cl、Li和H 命题热点 1.选B　基态钙原子的简化电子排布式为[Ar]4s2,故A错误;2py原子轨道的电子云轮廓图的形状为哑铃形,故B正确;一水合氨是弱电解质,电离方程式为NH3·H2O⇌N+OH-,故C错误;基态氮原子2p轨道上的3个电子自旋方向相同,核外电子排布的轨道表示式为,故D错误。 2.选C　Ti为22号元素,其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,因此原子结构示意图为,故A、D项正确;Ti的简化电子排布式为[Ar]3d24s2,故B项正确;根据洪特规则可知,3d轨道电子排布图应为,故C项错误。 3.选B　Fe的原子序数为26,Fe原子失去4s能级上的2个电子和3d能级的1个电子形成Fe3+,则Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,Fe3+占有原子轨道数为14,有14种空间运动状态的电子,A错误;Fe的价电子排布式是3d64s2,轨道表示式为,B正确;Fe的26个电子在各自轨道中做绕核运动,半径不确定,不是圆周运动,C错误;铁与盐酸反应时失去的都是4s电子,D错误。 4.解析:Na:1s22s22p63s1;Ca:1s22s22p63s23p64s2,其最外层电子排布式为4s2;35Br的结构示意图为 ;O的电子排布式为1s22s22p4,其电子排布图为;Ni2+的3d能级电子排布为3d8,其3d能级电子排布图为。 答案:(1)1s22s22p63s1　(2)4s2　(3) (4) (5) 5. 元素 基态原子的电子 排布式 电子运动 状态数目 电子空间运 动状态数目 6C 1s22s22p2 6 4 17Cl 1s22s22p63s23p5 17 9 24Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 24 15 26Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 26 15 6 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $