资源简介

(共19张PPT)
第一章 原子结构与性质
第一节　原子结构
4、泡利原理、洪特规则、能量最低原理
回顾旧知
能层数 K L M N O P Q n
能级数 1 2 3 4 5 6 7
轨道数 1 4 9 16 25 36 49
最多容纳电子数 2 8 18 32 50 72 98
n
n2
2n2
每个轨道里最多2个容纳电子，它们的空间运动状态是相同的。
【思考】为什么每个原子轨道中最多可容纳2个电子？
这2个电子的运动状态又是什么样呢？
任务一：探究核外电子排布规律
1、电子自旋
1925年，两个荷兰年轻人乌伦贝克和哥德斯密根据实验事实提出：电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋。
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。
微观粒子的内存属性
常用上下箭头（“↑”“↓”）表示自旋相反的电子。
（3）注意：
①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。
②能层、能级、原子轨道和自旋状态四个方面共同决定电子的运动状态，电子能量与能层、能级有关，电子运动的空间范围与原子轨道有关。
③一个原子中不可能存在运动状态完全相同的2个电子。
任务一：探究核外电子排布规律
2、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（也称泡利不相容原理）。
填多少
3、电子排布的轨道表示式
任务一：探究核外电子排布规律
1s22s22p4
O
↑↓
1s
↑↓
↑↓
↑
↑
2s
2p
↑↓
↑↓
↑↓
↑
↑
1s
2s
2p
原子轨道
能级符号
自旋状态的电子
电子对
单电子
自旋平行
简并轨道
电子排布图
通常应在方框下方或上方标记能级符号
不要标记电子数
铝原子外层有 个电子对，有 个单电子。
电子有 种空间运动状态，有 种运动状态不同的电子。
13
1
7
6
【注意】①电子的空间运动状态指的是原子轨道；
②一个原子中不可能存在运动状态完全相同的2个电子。
评价任务：
评价任务：
↑
1s
H
↑↓
1s
He
Li
Be
B
1s
2s
↑↓
1s
2s
2p
1s
2s
↑↓
↑↓
↑↓
↑
↑↓
↑
请写出H、He、Li、Be、B 的基态原子核外电子排布的轨道表示式？
任务一：探究核外电子排布规律
【思考与交流1】
请同学们尝试书写6、7、9号元素的基态原子的电子排布式和轨道表示式。
1s22s22p2
C
1s22s22p3
N
1s22s22p5
F
↑↓
↑↓
↑
↑
↑↓
↑↓
↑
↑
↑
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
1s
2s
2p
1s
2s
2p
1s
2s
2p
↑↓
↑
↓
↑
↑↓
↑
↑↓
2p
2p
2p
哪种排布结果更符合实际呢？
4、洪特规则
任务一：探究核外电子排布规律
当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是 占
据一个轨道，且自旋状态 。
优先单独
相同
怎么填
能量相同的轨道（简并轨道）
×
×
2p3的电子排布图
√
4、洪特规则
任务一：探究核外电子排布规律
（2）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。
（1）洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子；
注意：
↑↓
↑↓
↑
↑
1s22s22p2
C
↑↓
↑↓
↑
↑
↑
1s22s22p3
N
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
1s22s22p5
F
1s
2s
2p
1s
2s
2p
1s
2s
2p
↑↓
↑
↓
↑
↑↓
↑
↑↓
2p
2p
2p
思考与讨论1P16
1、下列轨道表示式中，哪个是硼的基态原子 ？为什么？
↑↓
↑↓
↑
↑↑
↓↓
↑
1s
2s
2p
1s
2s
2p
A、
B、
↑↓
↑↓
↑↓
↑
↑
↑↓
↑↓
↑↓
↓
↑
1s
2s
2p
1s
2s
2p
A、
B、
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
1s
2s
2p
C、
【A】；根据泡利原理，在一个原子轨道里，最多只能容纳两个电子，它们自旋相反。
2、下列轨道表示式中，哪个是氧的基态原子 ？为什么？
【A】；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。
【试一试】
写出Cr的电子排布式，并画出3d、4s的电子排布图。
Cr：1s22s22p63s23p63d54s1
3d
↑
↑ ↑ ↑ ↑ ↑
4s
5、能量最低原理
任务一：探究核外电子排布规律
在构建基态原子时，电子将尽可能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。
能级的能量高低顺序：如构造原理所示(对于1～36号元素来说，应重点掌握和记忆“1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p”这一顺序)。
①、E(K)＜ E(L)＜ E(M)＜ E(N)＜ E(O)＜ E(P)＜ E(Q)
②、E(ns)＜ E(np)＜ E(nd)＜ E(nf)……
③、E(4s)＜ E(3d)……
思考与讨论2P16
（1）为什么基态氦原子的电子排布是1s2而不是1s12s1？
（2）为什么基态氮原子的电子轨道表示式是 ,而不是 ？
（3）为什么基态K原子和Ca原子的价电子排布是4s1和4s2，而不是3d1和3d2 ？
泡利原理和能量最低原理
洪特规则和能量最低原理
能量最低原理
任务二：认识探究洪特规则的特例
（1）有少数元素的基态原子Cr、Cu的电子排布对于构造原理有1个电子的偏差。
（2）因为能量相同的原子轨道在全充满、半充满、 全空状态时，体系的能量较低，原子较稳定。
（光谱实验发现）
洪特规则特例
4s
3d
↑
↑
↑
↑
↑
↑
24Cr
↑↓
4s
↑
↑
↑
3d
↑
4s
3d
↑
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
29Cu
↑↓
4s
↑↓
↑↓
↑↓
3d
↑↓
↑
只有一组全满的简并轨道
有两组半满的简并轨道
只有一组全满的简并轨道
有一组全满、一组半满的简并轨道
思考与讨论3
26Fe
↑↓
4s
↑↓
↑
↑
3d
↑
↑
请大家结合今天所学知识讨论一下Fe3+和Fe2+的价电子排布是怎么样？
Fe3+
Fe2+
↑↓
↑
↑
3d
↑
↑
↑
↑
↑
3d
↑
↑
3d6
3d5
电子的填入顺序与失去顺序并非完全相反。
核外电子排布规律
能量最低原理
洪特规则
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________
2
相反
基态原子：填入__________的电子总是____________，且__________。
简并轨道
先单独分占
自旋平行
构造原理：1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p
总结
表示方法
原子结构示意图
电子式
电子排布式
简化电子排布式
价层电子排布
电子排布的轨道表示式 (电子排布图)
价层电子的轨道表示式
以硫(S)为例
1s22s22p63s23p4
[Ne]3s23p4
3s23p4
专题：基态原子核外电子排布的表示方法
评价任务
1、真题填空：
(1)[2021·全国甲卷，35(1)节选]太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。
Si的价电子层的电子排布式为________。
3s23p2
(2)[2021·广东，20(1)]基态硫原子价层电子排布式为_______。
3s23p4
(3)[2021·海南，19(1)]基态锰原子的价层电子排布式为_______。
3d54s2
(4)[2021·湖南，18(1)节选]基态硅原子最外层的轨道表示式为______________。
(5)[2021·山东，16(1)]基态F原子核外电子的运动状态有___种。
9
3、按要求填空。
(1)17Cl的电子排布式：__________________________。
(2)17Cl的价电子排布式：_________________________。
(3)17Cl－的电子式：___________。
2、以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是( ) A. B. C.1s2 D.
1s22s22p63s23p5
3s23p5
D
(4)17Cl的价电子轨道表示式：__________________。
(5)17Cl的原子结构示意图：________。
(6)第四周期中最外层只有1个电子的所有基态原子的简化电子排布式：______________________________。
[Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1
评价任务

展开更多......

收起↑