1.1.3 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 课件 -2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

该高中化学课件聚焦原子结构与性质，核心讲解核外电子排布三原则（泡利原理、洪特规则、能量最低原理）及电子自旋、轨道表示式等概念。通过“温故知新”回顾能级容纳电子数，结合表格对比原子轨道数与电子数，以问题“两个电子运动状态差异”衔接，搭建从旧知到电子自旋及排布规则的学习支架。 其特色在于以科学思维为核心，通过C、N的2p能级排布方式辨析引出洪特规则，结合Cr、Cu电子排布特例进行证据推理，强化“结构决定性质”的化学观念。设置思考讨论（如氮原子轨道表示式原因）和巩固训练（铝、硫原子电子状态分析），促进科学探究与实践。学生能深化微观认识，教师可借助结构化内容提升教学效率。

泡利原理、 洪特规则、 能量最低原理 第一章 原子结构与性质 温故知新 回顾每 个 能 级 最 多 可 容 纳 的 电 子 数：ns、np、nd、nf......能级分别最多可容纳2×1、2×3、2×5、2×7......个 电 子。 有 了 原 子 轨 道 的 概 念， 你 更 清 楚 了：1、3、5、7......是ns、np、nd、nf......能级里的原子轨道数，而它们分别乘以２是由于每个轨道里最多只能容纳2个电子。 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 那么，这两个电子的运动状态有什么差异呢？ 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。 一、核外电子的排布规则 一、核外电子的排布规则 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。 电子除了空间运动状态外，还存在一种运动状态叫自旋，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。 电子的运动状态：由能层、能级、原子轨道和自旋状态四个方面共同决定。 一、核外电子的排布规则 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)。 氦的电子排布的两种状态 一、核外电子的排布规则 【轨道表示式】 用方框（或小圆圈、短线）表示一个原子轨道，用箭头“↑”或“↓”来区别自旋状态不同的电子。 在轨道表示式中，用方框表示原子轨道 能量相同的原子轨道的方框相连 能量相同的原子轨道也称为简并轨道 箭头表示一种自旋状态的电子， 称电子对， 或 称单电子或未成对电子 箭头同向的单电子称自旋平行。 通常在方框下方或上方标记能级符号。 一、核外电子的排布规则 H和He的基态原子轨道表示式如图所示 根据示例，写出3-7号元素基态原子的轨道表示式 H He Li Be B 空轨道 单电子（未成对电子） 成对电子 一、核外电子的排布规则 C和N在2p能级的电子出现了至少3种排布方式，你认为p轨道应当采取以下排布方式中的哪种方式呢? 一、核外电子的排布规则 洪特规则 洪特规则:当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。 如：2p3的电子排布为： ↑ ↑ ↑ 不能写为： ↑ ↓ ↑ 或 ↑↓ ↑ 如：2p4的电子排布为： ↑↓ ↑ ↑ 不能写为： ↑↓ ↑↓ 或 ↑↓ ↑ ↓ 练习：请写出氟元素基态原子的轨道表示式。 F 1s ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ 2s 2p 一、核外电子的排布规则 洪特规则（特例） 24Cr原子电子排布式 1s22s22p6 3s23p6 3d44s2 1s22s22p6 3s23p6 3d54s1 能级排布顺序 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 填充电子数 2 2 6 2 6 1 5 一、核外电子的排布规则 29Cu原子电子排布式 1s22s22p6 3s23p6 3d94s2 1s22s22p6 3s23p6 3d104s1 能级排布顺序 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 填充电子数 2 2 6 2 6 1 10 洪特规则（特例） 一、核外电子的排布规则 洪特规则（特例） 能量相近的简并轨道中，电子排布为全充满、半充满或全空的状态是能量较低的稳定状态，此为洪特规则的特例。 全充满：p6、d10、f14 半充满：p3、d5、f7 全空：p0、d0、f0 半充满的有：N（ 2s22p3 ） P（ 3s23p3 ） Cr（ 3d54s1 ） Mn（ 3d54s2 ） As（4s24p3） 全充满的有：Ne（ 2s22p6 ） Ar（ 3s23p6 ） Cu（ 3d104s1 ） Zn（ 3d104s2 ） Kr（4s24p6） 一、核外电子的排布规则 能量最低原理 内容：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。 一、核外电子的排布规则 ①泡利原理： ②洪特规则： ③能量最低原理（构造原理） 1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋方向相反 B.轨道全充满、半充满或全空的状态一般比较稳定 A.当电子排布在同一能级的不同轨道，总是优先单独占据一个轨道 小结：核外电子排布规律 基态原子：符合泡利原理、洪特规则、构造原理 思考与讨论 结合核外电子在原子轨道中的排布规律，思考并回答下列问题： 为什么基态氮原子的轨道表示式是 而不是 ？ 为什么基态氦原子的电子排布是1s2而非1s12s1？ 为什么基态K和Ca的价电子排布式是4s1和4s2，而不是3d1和3d2？ 不满足能量最低原理 不满足构造原理 不满足洪特规则 巩固训练 1、在多电子原子中，轨道能量是由以下哪些因素决定（   ） ①电子层 ②原子轨道类型（电子亚层） ③空间伸展方向 ④自旋状态 A．①②        B．①④        C．②③        D．③④ A 巩固训练 2、已知铝原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1 ，回答下列问题： （1）核外电子的电子云形状有____种； （2）电子云有______种不同的伸展方向； （4）有____种不同能量的电子； （5）有____种不同运动状态的电子。 2 球形和哑铃形 4 5 13 原子中每个电子的运动状态都是不同的！ 注： ①伸展方向——轨道种类 ②电子能量——能层和能级 ③同一个轨道中的电子能量相同 ④电子运动状态——每个电子运动状态都不同 巩固训练 3、已知硫原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4 ，回答下列问题： （1）核外电子的电子云形状有____种； （2）有____种不同能量的电子； （3）有____种不同运动状态的电子。 （4）有____种不同空间运动状态的电子。 2 5 16 9 注意：运动状态和空间运动状态的不同！ 总结提升 核外电子排布表示方法 能量最低原理 泡利原理 洪特规则 核外电子排布三原则 使整个原子能量最低 最多容纳2e-，且自旋相反 先单独分占，且自旋平行 原子结构示意图 电子排布式 简化电子排布式 价电子排布式 轨道表示式 直观反映出核内质子数、核外电子层数及各电子层上的电子数 直观反映能层，能级，能级上的电子数 能直观反映出电子的排布情况和自旋状态 Lavf58.20.100 $