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】2026-2027学年高中化学选择性必修第二册教师用书word（人教版 双选版）

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:

(1)每个轨道最多容纳多少个电子?

提示:2

(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?

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.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?

提示:轨道中的单电子可能存在两种不同的运动状态。

[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 (　　)