05-第1章 第1节 第3课时 泡利原理、洪特规则、能量最低原理-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修二同步教参（人教版）

第一节 原子结构 第3课时 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 【学习目标】 1.认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则，能写出号元素基态原子的轨道表示式。 2.结合原子核外电子排布规律及核外电子排布的原则建立观点、结论和证据之间的逻辑关系。 知识点一 基态原子核外电子排布的三大规则 自主预习 新知构建 1．电子自旋与泡利原理 （1） 自旋：电子自旋在空间有①_ _ _ _ _ _ 和②_ _ _ _ _ _ 两种取向，简称自旋相反，常用上下箭头 和表示自旋相反的电子。 （2） 泡利原理（也称泡利不相容原理）：在一个原子轨道里，最多只能容纳③_ _ _ _ 个电子，它们的自旋④_ _ _ _ 。 【答案】（1） 顺时针；逆时针 （2） 2；相反 2．电子排布的轨道表示式（电子排布图） 在轨道表示式中，用方框（也可用圆圈）表示原子轨道。例如，基态原子的轨道表示式如下： 或。 （1） 简并轨道：⑤_ _ _ _ _ _ _ _ 的原子轨道。 （2） 电子对：在同一个原子轨道中，自旋方向⑥_ _ _ _ 的一对电子，用“⑦_ _ _ _ _ _ ”表示。 （3） 单电子：一个原子轨道中，若只有一个电子，则该电子称为单电子，用“ ”或“”表示，又称⑧_ _ _ _ _ _ _ _ 。 （4） 自旋平行：箭头⑨_ _ _ _ 的单电子。如基态原子有⑩_ _ _ _ 个自旋平行的电子。 （5） 氧原子中，有⑪_ _ _ _ 个电子对，有⑫_ _ _ _ 个单电子，电子的运动状态有⑬_ _ _ _ 种，空间运动状态有⑭_ _ _ _ 种。 【答案】（1） 能量相同 （2） 相反； （3） 未成对电子 （4） 同向；2 （5） 3；2；8；5 3．洪特规则 （1） 含义：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先⑮_ _ _ _ _ _ _ _ ，且自旋⑯_ _ _ _ 。 （2） 补充内容：在简并轨道上的电子排布处于全充满、半充满和全空状态时，具有较低的能量和较强的稳定性。 相对稳定的状态 如的电子排布式为⑰_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，易错写为。 【答案】（1） 单独分占；平行 （2） 4．能量最低原理 （1） 含义：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量⑱_ _ _ _ 的原子轨道，使整个原子的能量⑲_ _ _ _ 。 （2） 决定因素：整个原子的能量由⑳_ _ _ _ _ _ _ _ 、㉑_ _ _ _ _ _ 和㉒_ _ _ _ _ _ _ _ 三个因素共同决定。 【答案】（1） 最低；最低 （2） 核电荷数；电子数；电子状态 学思用． （1） 为什么基态氦原子的电子排布是 而不是? （2） 指出下列核外电子排布的书写分别违背了什么原则？ ①轨道上有3个电子的原子： ②基态原子： ③轨道上有2个电子的原子： ④轨道上有8个电子的原子： 【答案】（1） 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，轨道的能量高于轨道，故应先填充满轨道，氦原子只有两个电子，电子排布为时能量最低。 （2） ①②④违背了洪特规则；③违背了泡利原理。 迁移应用 对点训练 1．下列轨道表示式能表示基态硫原子最外层结构的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】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。中 轨道没有排满就排 轨道了，违背了能量最低原理；、违背了洪特规则，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。 2．某原子核外电子排布式为。下列说法正确的是（ ） A. 该原子的核外电子轨道表示式为 B. 该原子核外有7种能量不同的电子 C. 该原子核外最外层电子占据3个原子轨道 D. 该原子核外最外层有5种运动状态不同的电子 【答案】D 【解析】该轨道表示式违背了洪特规则，正确的轨道表示式为，项错误；该原子核外有3种能量不同的电子，分别为、、原子轨道上的电子，项错误；该原子核外最外层电子数为5，占据、、、共4个原子轨道，项错误；该原子核外最外层电子数为5，故最外层有5种运动状态不同的电子，项正确。 3． （1） 元素与元素相比较，基态原子核外未成对电子数较多的是_ _ _ _ _ _ 。 （2） 基态原子有_ _ _ _ 个未成对电子。 （3） 基态镍原子的能级上的未成对电子数为_ _ _ _ 。 （4） 基态原子有_ _ _ _ 个未成对电子。 （5） 基态原子的价层电子轨道表示式为_ _ _ _ 。 【答案】（1） （2） 2 （3） 2 （4） 4 （5） 知识点二 核外电子排布的表示方法 自主预习 新知构建 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 实例 简化电子排布式 含义 为了避免电子排布式书写过繁,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的形式表示 实例 价层电子排布式 含义 主族元素的价层电子指最外层电子,副族元素的价层电子还包括次外层的电子及倒数第三层的电子 实例 ； 轨道表示式（又称电子排布图） 含义 每个方框（或圆圈）代表一个原子轨道,每个箭头代表一个电子 实例 的最外层电子轨道表示式： 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 ； 迁移应用 对点训练 1．[（2025·绥化高二期末）]下列表示各微粒的核外电子排布的化学用语不正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 最外层有8个电子，其电子式为，正确；是26号元素，原子失去最外层的2个电子形成的 核外电子数为24，的结构示意图为，正确；是11号元素，原子失去最外层1个 电子变为，的核外电子排布式为，轨道表示式为，正确；原子的核外有25个电子，失去2个电子得到基态 的核外电子排布式为，错误。 2．下列描述原子结构的化学用语正确的是（ ） A. 碳原子的结构示意图： B. 基态铜原子的价层电子排布式： C. 氧原子核外能量最高的电子云轮廓图的形状： D. 基态碳原子核外电子的轨道表示式： 【答案】C 【解析】在原子结构示意图中，圆圈内的质子数应带“”，故碳原子的结构示意图为，不正确；基态铜原子 的价层电子排布式是，不正确；氧原子的电子排布式为，核外能量最高的电子云为 电子云，该电子云轮廓图的形状为，正确；基态碳原子的核外电子排布式为，轨道表示式为，不正确。 3．[（2025·成都高二质检）]下列有关化学用语正确的是（ ） A. 基态原子的价层电子轨道表示式： B. 的电子式： C. 基态的电子排布式： D. 原子的结构示意图： 【答案】C 【解析】基态 原子的价层电子排布式为，轨道表示式应为，故 错误；是离子化合物，电子式应为，故 错误；基态 原子的电子排布式为，基态 的电子排布式为，故 正确；原子的结构示意图应为，故 错误。 课堂检测 巩固落实 1．对基态碳原子核外两个未成对电子的描述，错误的是（ ） A. 电子云轮廓图的形状相同 B. 自旋平行 C. 能量相同 D. 在同一轨道 【答案】D 【解析】基态碳原子核外两个未成对电子是 电子，电子云轮廓图的形状为哑铃形，故 正确；两个未成对电子符合洪特规则，自旋平行，故 正确；两个未成对电子在 能级上，能量相同，故 正确；两个未成对电子符合洪特规则，因此两个电子在不同轨道，故 错误。 2．基态原子中，在轨道中电子排布成,而不排布成，直接的依据是（ ） A. 能量最低原理 B. 泡利原理 C. 原子轨道能级图 D. 洪特规则 【答案】D 【解析】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。 3．[（2025·绵阳高二月考）]下列原子轨道表示式表示的状态中，能量最高的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】原子核外电子排布中，电子所占的轨道能量越高，该原子的能量就越高，对于 原子，轨道的能量，因此 轨道的电子越多，能量越高，故选。 4．[（2025·佛山高二月考）]下列表示方法错误的是（ ） A. 硫离子的电子式为 B. 基态原子的简化电子排布式为 C. 基态B原子的轨道表示式为 D. 原子的结构示意图为 【答案】B 【解析】 原子得到2个电子变成,的电子式为,正确;基态 原子的简化电子排布式为,错误;基态 原子的电子排布式为,轨道表示式为,正确;原子核外有29个电子,原子结构示意图为,正确。 5．根据核外电子的排布特点推断元素，并回答下列问题。 （1） A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,A的元素符号为_ _ _ _ ，价层电子轨道表示式为_ _ _ _ 。 （2） B元素的正三价离子的能级为半充满状态,B的元素符号为_ _ _ _ _ _ ,基态原子的电子排布式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，价层电子的轨道表示式为_ _ _ _ ,原子结构示意图为_ _ _ _ 。 （3） C元素基态原子的层全充满,层没有成对电子且只有一个未成对电子,C的元素符号为_ _ _ _ _ _ ,基态原子的电子排布式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 （4） D元素原子的最外层电子排布式为,_ _ _ _ ，原子中能量最高的是_ _ _ _ _ _ 电子,核外电子轨道表示式为_ _ _ _ 。 【答案】（1） ； （2） ；或；； （3） ；或 （4） 2；； 【解析】 （1） 元素基态原子的轨道表示式为,该元素原子核外有7个电子,为 元素。 （2） 元素原子失去2个 电子和1个 电子后变成 能级为半充满状态的 价离子,则 元素基态原子的核外电子排布式为 或,为 元素。 （3） 元素基态原子的核外电子排布式为 或,故 元素为 元素。 （4） 由题意可知，元素原子的最外层电子排布式为,。 学科网（北京）股份有限公司 $