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(共17张PPT)
第1节 原子结构
第一章 原子结构与性质
泡利原理
洪特规则
能量最低原理
一、新课引入
每个轨道最多能够容纳多少个电子？
2个
为什么每个轨道最多容纳2个电子？
同一轨道中的两个电子的状态是否完全相同呢？
二、电子自旋与泡利原理
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
只有1个最外层电子的银原子在外加电场里加速飞行
通过一个不对称磁场时会分成两束
斯特恩-盖拉赫实验
提出猜想 ：轨道中的单电子可能存在两种不同的运动状态
1925年：“电子自旋”概念的提出
二、电子自旋与泡利原理
1. 电子自旋
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。
电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反（↑和↓)。
课本p14
电子自旋并不是电子在自转
2. 泡利原理
在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，
它们自旋相反。
二、电子自旋与泡利原理
课本p14
【Q1】完整地描述电子的运动状态，需要哪些量？
能层
能级
原子轨道
自旋状态
【Q2】以下几种均为基态碳原子的表示方法，能否完整地
表示电子的运动状态？
电子式
原子结构示意图
电子排布式
表示最外层电子数
表示能层上的电子数
表示能级上的电子数
三、轨道表示式（又称电子排布图）
课本p15
用方框（或圆圈）表示原子轨道，用箭头表示电子
H
He
Li
↑
1s
↑↑
1s
↑↓
1s
√
泡利原理：一个轨道中两个电子自旋相反
↑↓
1s
↑
2s
Be
↑↓
1s
↑↓
2s
↑
2p
简并的空轨道也要画出来
四、洪特规则
课本p15
请写出基态碳原子的可能的轨道表示式
×
×
不符合
泡利原理
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
√
电子排斥能大
四、洪特规则
课本p15
写出24号元素的基态原子价层轨道表示式
√
3d半充满
四、洪特规则
课本p15
洪特规则的特例：电子排布时，当能量相同的简并轨道处于半满、全满或全空时，整个原子的能量较低。
相对稳定的状态
全充满：p6、d10、f14
半充满:p3、d5、f7
全空:p0、d0、f0
s轨道不考虑半满
（电子交换能）
四、洪特规则
课本p15
写出29号Cu元素的基态原子价层轨道表示式
现在你能解释为什么Cu、Cr不符合构造原理了吗？
3d全充满
构造原理是基于大多数事实假想的填充顺序
实际保持整个原子能量最低才是电子排布最基本的依据
五、能量最低原理
课本p16
能量最低原理：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，使原子的整体能量最低。
相邻能级能量相差很大时，电子填入能量较低的能级可使原子能量最低。如所有主族元素的基态原子。
当相邻能级能量差别不大时，有1-2个电子填入能量稍高的能级可能反而降低电子的排斥能，进而使原子整体能量最低。如所有副族元素的基态原子。
五、能量最低原理
课本p16
当相邻能级能量差别不大时，有1-2个电子填入能量稍高的能级可能反而降低电子的排斥能，进而使原子整体能量最低。如所有副族元素的基态原子。
五、能量最低原理
课本p16
能量最低原理：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，使原子的整体能量最低。
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
当堂反馈
厘清概念
课本p15
5.电子排布的轨道表示式(电子排布图):以Si原子为例,说明轨道表示式中各部分的含义:
根据上面回答下列问题:
(1)简并轨道:____________________。
(2)电子对:____________________________________。
(3)未成对电子(单电子):_________________________
______________________。
(4)自旋平行:______________________________。
(5)在Si原子中,有___对电子对,有___个单电子。
(6)在Si原子中,有___种空间运动状态,有____种运动状态不同的电子。
能量相同的原子轨道
同一个原子轨道中,自旋相反的一对电子
一个原子轨道中若只有一个
电子,该电子称为单电子
箭头同向的单电子称为自旋平行
6
2
8
14
空间运动状态=电子占据的轨道数
电子运动状态=电子数
【思考】有几种能量不同的电子？
5种，电子能量取决于能层和能级
考点一：判断电子排布式是否正确以及违背了何种原则
课本p16 思考与讨论
不符合能量最低原理
不符合洪特原则
不符合泡利原则
【记忆】泡利不相容，洪特头对齐，能量填最低
考点二：根据信息书写轨道排布式

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