第1章 02-第一节 原子结构-第2课时 电子云与原子轨道、泡利原理、洪特规则、能量最低原理(PPT版)-【满分思维】2026-2027学年高中化学选择性必修二配套课件（人教版）

第一节 原子结构 1 第2课时 电子云与原子轨道、泡利 原理、洪特规则、能量最低原理 2 学习任务一 电子云与原子轨道 学习任务二 泡利原理、洪特规则、 能量最低原理 ◆ 新课探究 ◆ 课堂评价 ◆ 课后习题 3 学习任务一 电子云与原子轨道 【课前自主预习】 1.电子云 (1)概率密度分布 量子力学指出，一定空间运动状态的电子在核外空间各处都可能出 现，但出现的概率不同。 表示__________，表示电子在某处出现的______， 表示 该处的______ 。 概率密度 概率 体积 新 课 探 究 4 (2)电子云 ①电子运动的特点 电子质量小,运动速度快,无规则,故无法确定核外电子在某个时刻处于 原子核外空间的何处。只能确定它在原子核外空间各处出现的______。 概率 ②电子云 电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的_________ _____的形象化描述。 概率密度 分布 新 课 探 究 5 ③电子云轮廓图 绘制电子云轮廓图的目的是表示____________的 形状，对核外电子的______________有一个形象化的简便描述。绘 制电子云轮廓图时，把电子在原子核外空间出现概率 _____的空 间圈出来，即电子云轮廓图。电子云图很难绘制，使用不方便，故 常使用电子云轮廓图。 电子云轮廓 空间运动状态 如 电子云轮廓图的绘制: 新 课 探 究 6 2.原子轨道 (1)定义：量子力学把电子在原子核外的一个______________称为一 个原子轨道。 (2)形状：电子的原子轨道呈____形， 电子的原子轨道呈______状。 空间运动状态 球 哑铃 (3)原子轨道数目与能级符号的关系 能级符号 原子轨道数目 1 3 5 7 新 课 探 究 7 (4)不同能层中的原子轨道 能 层 能级 原子轨 道数 原子轨道名称 原子轨道的形状和取向 形状 取向 1 球形 — 1 球形 — 3 、、 哑铃形 相互垂直 1 球形 — 3 、、 哑铃形 相互垂直 5 …… …… …… …… …… …… …… …… 新 课 探 究 8 ［问题思考］ (1)电子云图中的独立小点是否有意义?电子云图中的 小点的含义是什么? 提示：电子云图中的独立小点无意义。小点是电子在原子核外出现 的概率密度的形象描述,小点密度越大,表明电子出现的概率越大。 (2)电子在原子核外出现的概率有什么规律？ 提示：离核越近，电子出现的概率越大，电子云越密集。 新 课 探 究 9 (3)不同能层中的电子和 电子的电子云轮廓图分别相同吗？能量分 别相同吗？ 提示：电子云轮廓图形状相同电子的电子云轮廓图均为球形， 电 子的电子云轮廓图均为哑铃形 ；能量不同(能层序数越大，能量越高)。 新 课 探 究 10 【知识迁移应用】 例1 下列对核外电子运动状态的描述正确的是( ) A.电子的运动与行星的运动相似，围绕原子核在固定的轨道上高速 旋转 B.能层数为3时，有、、、 四个轨道 C.氢原子中只有一个电子，故氢原子只有一个轨道 D.在同一能层上运动的电子，其空间运动状态可能不同 √ 新 课 探 究 11 [解析] 质量很小的电子在绕核做高速运动时，其运动规律跟普通物 体不同，没有固定的运动轨道而在核外空间各处都可能出现，A错误； 第三能层只有、、三个能级，而能级有1个轨道、 能级 有3个轨道、 能级有5个轨道，故第三能层有9个轨道，B错误； 氢原子中只有1个电子，只填充 轨道，但还存在其他空轨道，C错误； 同一能层中可能存在不同的原子轨道，则其空间运动状态可能不同， D正确。 新 课 探 究 12 例2 下列说法正确的是( ) A. 电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动 B. 能级的电子云轮廓图可表示为 C.表示 能级有3个轨道 D.电子云图中的小点密度大，说明该原子核外空间电子数目多 √ 新 课 探 究 13 [解析] 电子云表示电子在原子核外空间某处出现的概率，不代表电 子的运动轨迹，故A错误； 能级的电子云呈球形，所以可以用该图表示能级的电子云轮廓图， 故B正确； 表示 能级有3个电子，故C错误； 电子云图中的小点的疏密表示电子出现概率的大小，密则概率大，疏 则概率小，故D错误。 新 课 探 究 14 学习任务二 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 【课前自主预习】 1.电子自旋与泡利原理 (1)自旋相反：电子自旋在空间有________和________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：在一个原子轨道里,最多只能容纳___个电子,它们的自 旋______。(也称泡利不相容原理) 顺时针 逆时针 2 相反 新 课 探 究 15 2.电子排布的轨道表示式 (1)轨道表示式(又称电子排布图)是表述电子排布的一种图式，如氢 和氧的基态原子的轨道表示式如下： 在轨道表示式中，用方框(也可用圆圈)表示__________，能量相同的 原子轨道(简并轨道)的方框______。 (2)箭头表示一种自旋状态的电子，“”称________，“ ”或“ ”称 ________(或称____________)。如基态氧原子有___个未成对电子。 原子轨道 相连 电子对 单电子 未成对电子 2 新 课 探 究 16 (3)箭头同向的单电子称__________，如基态氧原子有___个自旋平行 的 电子。 (4)通常应在方框下方或上方标记__________。有时画出的能级上下 错落，以表达______高低不同。 自旋平行 2 能级符号 能量 新 课 探 究 17 3.洪特规则 (1)基态原子中，填入__________的电子总是先__________，且 ___________，称为洪特规则。它不仅适用于基态原子，也适用于 __________。 洪特规则是针对电子填入简并轨道而言的, 并不适用于电子填入能量 不同的轨道。如 的轨道表示式为 ,不能表示为 。 简并轨道 单独分占 自旋平行 基态离子 新 课 探 究 18 (2)特例：当同一能级上的电子排布为全充满、、 、半充满 、、或全空状态、、 时，具有较低的能量和较强的 稳定性。如根据构造原理,基态、 的核外电子排布式应为 、,此状态时、 的能量较高、不稳定,而基态、 的电子排布式实际是 __________________________和___________________________。 新 课 探 究 19 4.能量最低原理 (1)能量最低原理：在构建基态(能量最低的状态)原子时，电子将尽 可能地占据能量______的原子轨道，使整个原子的能量______，这 就是能量最低原理。 最低 最低 新 课 探 究 20 (2)整个原子的能量由__________、________和__________三个因素 共同决定，相邻能级能量相差很____时，电子填入能量____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)；相邻能级能 量相差不太大时，有 个电子占据能量稍____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)。 核电荷数 电子数 电子状态 大 低 高 新 课 探 究 21 ［问题思考］ (1)常见原子失去电子变为离子时,优先失去最外层电 子还是能量最高的电子? 提示：常见原子失去电子变为离子时,优先失去最外层电子,而非能量 最高能级上填充的电子。 新 课 探 究 22 (2)什么是原子核外电子的运动状态? 提示：原子核外电子的运动状态是由四个量决定的，即能层、能级、 原子轨道、自旋状态。电子的运动除空间运动外，还有自旋运动。 原子核外每一个电子对应一种运动状态，所以原子核外有多少电子 就有多少种运动状态。例如，碳原子核外电子 的运动状 态有6种。 新 课 探 究 23 (3)写出基态钠原子的原子结构示意图、电子排布式、轨道表示式和 电子式。 提示： 、、 、 。 新 课 探 究 24 【核心知识讲解】 1.基态原子核外电子排布 (1)基态原子核外电子排布的规律 这三个原则并不是孤立的，而是相互联系、 相互制约的，也就是说核外电子在原子轨 道上的排布要同时遵循这三个原则。 新 课 探 究 25 (2)特殊原子核外电子排布 当、、 能级处于全空、全充满或半充满状态时，能量相对较低，原 子结构较稳定。 如 的电子排布： 新 课 探 究 26 2.核外电子排布的表示方法 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 新 课 探 究 27 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 价层电子排 布 含义 在化学反应中可能发生电子变动的能级中的 电子排布式，主族元素的价层电子排布即最 外层电子排布式 实例 续表 新 课 探 究 28 轨道表示式 (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 _______________________________________________________________________________ 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，相应的式子叫电子式 实例 续表 新 课 探 究 29 ［名师小结］ 前四周期元素核外电子排布的特殊性 (1)最外层只有1个未成对电子的元素 ⅠA族<m></m>、<m></m>、<m></m>、<m></m>；ⅢA族<m></m>、<m></m>、<m></m>； <m></m>族<m></m>、<m></m>、<m></m>；<m></m>、<m></m>。 (2)最外层有2个未成对电子的元素 ⅣA族<m></m>、<m></m>、<m></m>；<m></m>族<m></m>、<m></m>、<m></m>。 新 课 探 究 30 (3)最外层有3个未成对电子的元素 ⅤA族<m></m>、<m></m>、<m></m>。 (4)核外电子排布中，未成对电子数最多的元素 <m></m>，共有6个未成对电子<m></m>。 新 课 探 究 31 【知识迁移应用】 例3 对于基态原子核外电子排布规则,以下表述正确的是( ) A.按泡利不相容原理,每个电子层最多容纳的电子数为23个 B.轨道处于全充满状态时,原子较稳定,故基态35Br的核外电子排布式 为[Ar]3d104s14p6 C. s电子的能量不一定高于(1)p电子的能量 D.能量最低原理解决了电子在不同电子层中的排布顺序问题 √ 新 课 探 究 32 [解析] 按泡利不相容原理,用表示电子层数,每个电子层最多可容纳 的电子数为22,A错误; 根据能级构造原理可知,基态35Br的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p5, B错误; 电子能量与能层和能级都有关,根据构造原理可知, s电子的能量一定 高于(1)p电子的能量,C错误; 原子的核外电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状 态,故能量最低原理解决了电子在不同电子层中的排布顺序问题,D正确。 新 课 探 究 33 例4 下列对基态原子的电子排布式或轨道表示式的评价错误的是 ( ) 选项 电子排布式或轨道表示式 评价 A C原子： 违背洪特规则 B 原子： 书写正确 C 原子：__________________________________________________________ 违背泡利原理 D 原子： 书写正确 √ 新 课 探 究 34 [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，所以 能级上电子排布违背了洪特规则，A不符合题意； 轨道全空、全满或半满时能量低，较稳定，故24号 元素基态原子的 电子排布式为 ，B不符合题意； 当电子排布在同一轨道时，每个轨道最多容纳2个电子，且自旋相反， 该轨道表示式违背了泡利原理，C不符合题意； 根据构造原理，应先填充满 能级，基态原子的电子排布式应为 ，D符合题意。 新 课 探 究 35 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)同一原子中、、 能级轨道数依次增多( ) × (2)因为轨道的形状是球形的，所以 电子做的是圆周运动( ) × [解析] 电子的运动是无规则的，没有固定的轨道。 (3)在一个基态多电子原子中,可以有两个运动状态完全相同的电子存 在( ) × (4)表示 能级有两个轨道( ) × (5)核外电子排布的表示方法中,轨道表示式最能反映电子的排布情况 ( ) √ 课 堂 评 价 36 (6) 违背了洪特规则( ) × (7)的轨道表示式为 ( ) × (8)在电子层、原子轨道、原子轨道伸展方向都确定时，就能准确表 示电子的运动状态( ) × [解析] 原子核外电子的运动状态由电子层、原子轨道、原子轨道伸 展方向及电子的自旋状态4个方面确定。 课 堂 评 价 37 2.下列关于电子云示意图的叙述正确的是( ) A.电子云表示电子的运动轨迹 B.小点的多少表示电子个数的多少 C.处于 轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称，而且电 子在原子核附近出现的概率小，离核越远电子出现的概率越大 D.处在轨道的电子主要在 平面的上、下方出现 √ 课 堂 评 价 38 [解析] 电子云示意图是用小点的疏密来表示电子在原子核外出现的 概率的大小，A、B错误； 轨道的电子云呈球形对称，在原子核附近小点密集，电子出现的概 率大，离核越远电子出现的概率越小，C错误； 处在轨道上的电子在空间出现的概率分布相对于 轴对称，电子主 要在 平面的上、下方出现，D正确。 课 堂 评 价 39 3.某元素基态原子的电子排布式为[Ne]3s23p3。下列关于该基态原子 的描述错误的是( ) A.有5种不同能量的电子 B.有5种不同运动状态的电子 C.有两种不同形状的电子云 D.最高能级上的3个电子自旋平行 √ 课 堂 评 价 40 [解析] 电子排布涉及5个能级(1s、2s、2p、3s、3p),每个能级能量不 同,因此有5种不同能量的电子,故A正确; 根据泡利不相容原理,电子的运动状态各不相同,该原子有15个电子,因 此有15种不同运动状态的电子,而非5种,故B错误; s轨道的电子云形状为球形,p轨道的电子云形状为哑铃形,该原子含s轨 道和p轨道电子,因此有两种不同形状的电子云,故C正确; 该原子核外电子的最高能级为3p能级,有3个电子,根据洪特规则,它们 分占不同轨道且自旋平行,故D正确。 课 堂 评 价 41 4.下列对各基态原子的电子排布式或轨道表示式书写的评价正确的是 ( ) 选项 电子排布式或轨道表示式 评价 A 原子的轨道表示式： ______________________________________________________ 错误；违反洪特规则 B 原子的轨道表示式： ______________________________________________________ 错误；违反泡利不相容原理 课 堂 评 价 42 选项 电子排布式或轨道表示式 评价 C 原子的电子排布式： 错误；违反能量最低原理 D 的电子排布式： 错误；违反能量最低原理 √ 续表 课 堂 评 价 [解析] 相同轨道中的两个电子自旋应相反，违反了泡利不相容原理， A不符合题意； 电子填入简并轨道时，应先单独分占且自旋平行，违反了洪特规则， B不符合题意； 原子的电子排布式应为 ，题中电子排布式违反 能量最低原理，C符合题意； 的电子排布式： ，正确，评价错误，D不符合题意。 课 堂 评 价 44 5.回答下列问题： (1)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为 ，则该元素基态原子的电子排布式为 _________________；其最高价氧化物对应水化物的化学式是______。 [解析] 根据激发态原子的核外电子排布式知，该元素原子核外有16个 电子，根据构造原理知，该元素基态原子的核外电子排布式为 ，该元素是元素， 原子最外层有6个电子，最高化合价是 价，其最高价氧化物对应的水化物是硫酸，化学式为 。 课 堂 评 价 45 (2)电子的原子轨道呈____形，每个能级有___个原子轨道； 电子 的原子轨道呈______形，每个 能级有___个原子轨道。 球 1 哑铃 3 [解析] 电子的原子轨道呈球形，每个能级有1个原子轨道； 电子 的原子轨道呈哑铃形，每个 能级有3个原子轨道。 课 堂 评 价 46 (3)元素的基态原子最外层电子排布式为，其 电子云在空 间有3个相互______(填“垂直”或“平行”)的伸展方向；元素 的名称为 ____，它的最低价氢化物的电子式是_ ________。 垂直 氮 [解析] 元素的基态原子最外层电子排布式为，其 电子云 在空间有3个相互垂直的伸展方向；轨道排满2个电子后再排 轨 道，所以，核外电子数是7，则元素 的名称为氮，它的最低价 氢化物是氨，电子式是 。 课 堂 评 价 47 (4)元素的基态原子电子最外层排布式为，则 的元素符 号为___。 [解析] 元素的基态原子最外层电子排布式为， 轨道 排满2个电子后再排轨道，故， ，核外电子数为17， 则的元素符号为 。 课 堂 评 价 48 课后习题 49 知识点一 电子云与原子轨道 1.以下关于原子核外电子的叙述正确的是( ) A.在同一原子轨道上的不同电子的电子云是相同的 B.电子云中的小点表示电子曾在该处出现过一次 C.所有原子的电子云轮廓图都是球形的 D.原子核外电子的运动无法作规律性描述 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 50 [解析] 一个原子轨道中可以容纳2个自旋相反的电子,但是其电子云是 相同的,A正确; 电子云中的小点本身没有意义,不代表1个电子,也不代表电子出现的次 数,小点的疏密表示电子在该处出现概率的大小,B错误; s能级的电子云轮廓图是球形的,其他不是,C错误; 核外电子的运动是没有规律的,但是可用电子云来反映电子在核外空 间某处出现的概率,D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 51 2.下列关于氢原子电子云图的说法正确的是( ) A.通常用小点来表示电子的多少,小点密度大,电子数目大 B.小点密度大,单位体积内电子出现的概率大 C.通常用小点来表示电子绕核做高速圆周运动 D.电子位于2s或2p轨道时,其电子云图相同 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 52 [解析] 电子云图中小点表示电子在原子核外出现的概率密度的形象 描述,不表示电子数目,故A错误; 电子云图中小点密度大表示电子在原子核外空间的单位体积内出现的 概率大,故B正确; 电子云图中小点表示电子在原子核外出现的概率密度的形象描述,不 代表电子的运动轨迹,故C错误; s轨道电子云轮廓图为球形,p轨道电子云轮廓图为哑铃形,则电子位于 2s和2p轨道时,其电子云图不相同,故D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 53 3.如图所示是能级和 能级的原子轨道图，下列说法正确的是( ) A.能级和 能级的原子轨道形状相同 B.每个 能级都有6个原子轨道 C.钠原子的电子在11个原子轨道上高速运动 D. 能级的原子轨道半径与能层序数有关 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 54 [解析] 能级的原子轨道为球形， 能级的原子轨道为哑铃形，二者 轨道形状不相同，A错误； 每个 能级都有3个原子轨道，B错误； 钠原子的电子占据、、、 共4个能级、6个原子轨道，C错误； 能层序数越小， 能级的原子轨道半径越小，则 能级的原子轨道半径 与能层序数有关，D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 55 知识点二 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 4.下列有关“核外电子的运动状态”的说法错误的是( ) A.p能级有3个相互垂直的原子轨道 B.只有在能层、原子轨道、原子轨道的伸展方向及电子的自旋状态 都确定时,电子的运动状态才能被确定下来 C.原子核外可能有两个电子的运动状态是完全相同的 D.原子轨道伸展方向与能量大小无关 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 56 [解析] p能级有3个相互垂直的原子轨道,分别为p、p、p,A正确; 电子的运动状态由能层、能级、电子云的伸展方向以及电子的自旋 状态决定,所以在能层、能级、电子云的伸展方向以及电子的自旋状 态确定时,电子的运动状态才能确定下来,B正确; 根据泡利原理和洪特规则,原子核外不可能有两个电子的运动状态是 完全相同的,C错误; 同一原子轨道中电子的能量相同,则原子轨道伸展方向与能量大小是 无关的,如2p轨道有三种伸展方向, 2p、2p、2p,它们的伸展方向不 同,但是能量大小相同,D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 57 5.第四周期某元素基态原子 轨道上有2个电子，则该基态原子价层 电子排布不可能是( ) A. B. C. D. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 58 [解析] 若价层电子排布为，则为20号元素 ，基态原子简化电子 排布式为，A正确； 若价层电子排布为 ，则为25号元素，基态原子简化电子排 布式为 ，B正确； 若价层电子排布为，则为29号元素 ，基态原子简化电子排布 式应为， 轨道上电子处于全满状态，整个体系能量最低， C错误； 若价层电子排布为，则为35号元素 ，简化电子排布式为 ，D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 59 6.下列有关基态原子的价层电子排布图正确的是( ) A.铍原子: B.碳原子: C.铝原子: D.氯原子: √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 60 [解析] 已知Be是4号元素,故基态铍原子的核外电子排布式为1s22s2,则 其价层电子排布图为 ,A错误; 已知C是6号元素,故基态碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2,则其价 层电子排布图为 ,B错误; 已知Al是13号元素,故基态铝原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p1,则其价层电子排布图为 ,C错误; 已知Cl是17号元素,故基态氯原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p5,则其价层电子排布图为 ,D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 61 7.下列钴原子的价层电子轨道表示式中,不符合洪特规则的是( ) A. B. C. D. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 62 [解析] 为钴的基态原子的价层电子轨道表示式,A不符 合题意; 洪特规则为基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋 平行, 不符合洪特规则,B符合题意; 不符合能量最低原理,C不符合题意; 不符合泡利原理,D不符合题意。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 63 8.下列关于原子结构的说法不正确的是( ) A.基态Cr原子的电子排布式[Ar]3d54s1遵循能量最低原理 B.光是电子跃迁吸收能量的重要形式 C.基态C原子的轨道表示式为 ,违反了洪特规则 D.基态Sc原子的电子排布式1s22s22p63s23p9违反了泡利原理 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 64 [解析] 基态Cr原子的电子排布式为[Ar]3d54s1,而非 [Ar]3d44s2,原因是 3d轨道半满时体系能量更低,更稳定,遵循能量最低原理,A正确; 光是电子跃迁释放能量的重要形式,B错误; 基态C原子的轨道表示式 违反了洪特规则,C正确; 泡利原理是指在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,它们的自旋 相反,3p能级含有3个轨道,最多容纳6个电子,基态Sc原子的电子排布式 1s22s22p63s23p9违反了泡利原理,D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 65 9.下列对电子排布式或轨道表示式的书写评价错误的是( ) √ 选项 电子排布式或轨道表示式 评价 A 基态6C原子的电子排布式:1s22s22 错误,违反了洪特规则 B 基态B原子的轨道表示式: 错误,违反了泡利原理 C 基态S原子的价层电子轨道表示式: 正确 D 基态Ti原子的电子排布式: 1s22s22p63s23p63d4 正确 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 66 [解析] p能级有3个轨道,当2p能级有2个电子时,电子应先单独分占2个 轨道,且自旋平行,选项中2p轨道填充2个电子,违反了洪特规则,A正确; 根据泡利原理,每个轨道最多容纳两个电子,且自旋相反,基态B原子的 轨道表示式应为 ,题中给出的轨道表示式违反了泡利 原理,B正确; 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 67 根据泡利原理,每个轨道最多容纳两个电子,且自旋相反,基态S原子的 价层电子轨道表示式为 ,C正确; 根据能量最低原理可知,基态Ti原子的电子排布式应为 1s22s22p63s23p63d24s2,D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 68 10.通常情况下,原子核外、 能级的原子轨道上电子排布为“全空”“半 充满”“全充满”的时候更加稳定,下列事实能作为这个规则的证据的是 ( ) ①基态原子的电子排布式为,基态原子的电子排布式为 容易失电子转变为 ,表现出较强的还原性 ③基态原子的电子排布式是而不是 ④某种激发态C原子的电子排布式是而不是 A.①② B.②③ C.③④ D.①②③④ √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 69 [解析] 基态原子的电子排布式为,基态 原子的电子排布式为 ,不能作为题述规则的证据,①不符合题意; 的价层电子排布为,而的价层电子排布为, 达到半 充满状态,比较稳定,所以容易失电子转变为 ,表现出较强的 还原性,②符合题意; 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 70 基态原子的电子排布式为, 轨道达到全充满状态,比较 稳定,所以电子排布式为而不是 ,③符合题意; 激发态是指处于基态的电子获得能量进入能量较高的能级,则某种激发 态C原子的电子排布式为而不是 ,基态时能量最低, 不能作为题述规则的证据,④不符合题意。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 71 11.具有如下电子层结构的基态原子，其相应元素一定属于同一主族 的是( ) A.轨道上有2个未成对电子的原子和 轨道上有2个未成对电子的 原子 B.轨道上只有1个空轨道的原子和 轨道上只有1个空轨道的原子 C.最外层电子排布式为的原子和最外层电子排布式为 的原子 D.最外层电子排布式为的原子和最外层电子排布式为 的原子 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 72 [解析] 轨道有3个原子轨道,最多可以容纳6个电子,根据泡利原理和 洪特规则,当轨道上有2个电子或4个电子时, 轨道上有2个未成对电 子,可能是第ⅣA族元素,也可能是第族元素,故A错误; 轨道上有1个空轨道,说明另外两个轨道各容纳了1个电子,加上 轨道 上的2个电子,最外层是4个电子,属于第ⅣA族元素,故B正确; 最外层电子排布式为和 的原子,二者都是稀有气体元素原子, 但对应元素不属于主族元素,故C错误; 最外层电子排布式为的原子为 ,位于0族,而最外层电子排布式为 的原子是 ,属于第ⅡA族元素,故D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 73 12.在原子结构理论中，有四个原理，分别是①构造原理，②泡利原 理，③洪特规则，④能量最低原理。下列现象的主要决定因素是(填 序号，各只填一项)。 (1)各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍____。 ② [解析] 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。各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍， 其主要决定因素是泡利原理。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 74 ①构造原理，②泡利原理，③洪特规则，④能量最低原理。 (2)基态碳原子的核外电子排布式是而不是 ____。 ④ [解析] 基态原子的电子在核外排布时首先要遵循能量最低原理，所 以基态碳原子的核外电子排布式是而不是 ，其 主要决定因素是能量最低原理。 (3)最外层电子数不会超过8个，次外层电子数不会超过18个____。 ① [解析] 最外层电子数不会超过8个，次外层电子数不会超过18个，其 主要决定因素是构造原理。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 75 ①构造原理，②泡利原理，③洪特规则，④能量最低原理。 (4)磷原子的基态原子结构中，有3个未成对的单电子____。 ③ [解析] 洪特规则: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，磷原子的基态原子结构中，有3个未成对的单电子，其 主要决定因素是洪特规则。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 76 (5)第四周期元素中，轨道半充满的是____， 轨道半充满的是 ________， 轨道半充满的是___________。(填元素符号) 、 、、 [解析] 第四周期元素中，轨道半充满时其 轨道全充满，该元素 是； 轨道半充满时能级可能有1个电子或2个电子，如果 能级是1个 电子则为元素，如果能级有2个电子则为元素； 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 77 (5)第四周期元素中，轨道半充满的是____， 轨道半充满的是 ________， 轨道半充满的是___________。(填元素符号) 、 、、 轨道半充满时， 轨道可能没有电子、可能有5个电子、可能有10 个电子，轨道没有电子时该原子是、 轨道有5个电子时该原子 是、轨道有10个电子时该原子是 。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 78 13.回答下列问题。 (1)对于基态C原子,若其电子排布式表示为[He]2s22,违背了 。 [解析] 由洪特规则可知,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,则基态碳原子的电子排布式 [He]2s22 违背了洪特 规则。 洪特规则 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 79 (2)①基态Cu原子有 种不同能级的电子。 7 [解析] 铜元素的原子序数为29,其基态原子核外电子排布式为 [Ar]3d104s1,有7种能级。 ②N原子中最高能级的电子的电子云轮廓图为 。 [解析] 氮元素的原子序数是7,其基态原子核外电子排布式为 1s22s22p3,最高能级为2p能级,电子云轮廓图为哑铃形。 哑铃形 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 80 ③在空气中FeO稳定性小于Fe2O3,从电子排布的角度分析,其主要原因 是 。 [解析] 基态Fe2+价层电子排布为3d6,而基态Fe3+的价层电子排布为 3d5,为半充满稳定结构,故FeO稳定性小于Fe2O3。 基态Fe2+价层电子排布为3d6,而基态Fe3+的价层电子排布为3d5,为半充满稳定结构,故FeO稳定性小于Fe2O3 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 81 $