人教版高中数学选修三1.1.2能量最低原理泡利原理洪特规则
课件3：1.1.3 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
(2)副族和第Ⅷ族元素可通过核外电子排布式进行判断，其中 特别要注意的是铬和铜两种元素，铬的基态原子存在着6个未成对 电子，而不是4个。铜的基态原子存在着1个未成对s电子而不是d 电子。
3．核外电子排布的特点 原子核外电子按能量相近排布在不同的能层，各能层又按能 量不同排布在不同的能级，每个能级中又分为能量相同的不同轨 道，每个轨道中最多填充2个自旋状态不同的电子，即在任何一个 原子中找不到两个完全相同的电子。
2p3
正确；
2p3
错误；
2p3
错误；
2p4
正确。
3．洪特规则的特例 在等价轨道(同一能级)上的电子排布为全充满(p6、d10、f14)、 半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，具有较低的能量和 较大的稳定性，可以理解为洪特规则的特例。例如： 铬(24Cr)：1s22s22p63s23p63d54s1，正确； 1s22s22p63s23p63d44s2，错误。 铜(29Cu)：1s22s22p63s23p63d104s1，正确； 1s22s22p63s23p63d94s2，错误。
【答案】 (1)B A中原子的外围电子排布违反了洪特规则 (2)A B中原子的外围电子排布违反了能量最低原理 (3)A B原 子的外围电子排布违反了能量最低原理 (4)B A原子外围电子排 布违反了洪特规则
跟踪训练1
下列原子或离子的电子排布式正确的是________，违反能量最 低原理的是________，违反洪特规则的是________，违反泡利原理 的是________。
(3)X2Y3为As2O3，XZ3为AsH3，As2O3与稀硫酸和Zn反应的化 学方程式为As2O3＋6Zn＋6H2SO4===2AsH3↑＋6ZnSO4＋ 3H2O。
第二课电子云与原子轨道泡利原理洪特规则能量最低原理【新】人教版高中化选择性必修PPT课件
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探究1
探究2
素养脉络
随堂检测
2.s能级和p能级的原子轨道的对比
能级
s
p
课堂篇素养提升
轨道图形
轨道形状 轨道数目 最多容纳电子数
相同点
球形
哑铃形
1
3(空间相互垂直)
2
6
①均以原子核为对称中心
②原子轨道的平均半径分别随能层数增大而
增大,且同种能级符号的原子轨道形状相似
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课堂篇素养提升
探究1
知识铺垫
必备知识
正误判断
课前篇素养初探
1.核外电子是分层排布的,在离核较近的区域运动的电子能量较低, 在离核较远的区域运动的电子能量较高。 2.原子核外电子排布有以下规律 (1)原子核外第n层最多容纳的电子数为2n2个。 (2)最外层中的电子数最多只有8个(K层最多只有2个)。 (3)次外层电子数不超过18个。 (4)倒数第三层电子数不超过32个。
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课堂篇素养提升
探究1
探究2
素养脉络
随堂检测
素能应用
典例1如图是2pz原子轨道电子云形状的示意图,请观察图示并判断 下列说法中不正确的是( )
A.2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布是z轴对称 B.s电子的电子云形状是球形对称的
C.电子先沿z轴正半轴运动,然后再沿负半轴运动
D.2pz原子轨道形状为哑铃形 答案:C
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课前篇素养初探
2.泡利原理、洪特规则、能量最低原理 (1)泡利原理。 在一个原子轨道里最多只能容纳2个电子,而且自旋相反,常用上下 箭头(↑和↓)表示。 (2)洪特规则。 基态原子中,填入简并轨道(能量相同的原子轨道)的电子总是先 单独分占,且自旋平行,称为洪特规则。
1.1.3电子云和原子轨道,泡利原理、洪特规则、能量最低原理
······
表1-2 不同能层的能级、原子轨道
原子 轨道数
1 1 3
1 3 5 1 3 5 7 ······
原子轨道符号
1s
2s 2px、2py、2pz
3s 3px、3py、3pz
······ 4s
4px、4py、4pz ······ ······ ······
原子轨道的形状和取向
形状 球形
基态是能量最低的状态。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.实际上，整个原子的能量是由核电荷数、电子数和电子状态三个因素共同 决定。 3.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；但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 反而降低电子排斥能，进而使原子整体能量最低。例如所有副族元素的基态 原子。
总之，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。
思考与讨论
1.为什么基态氦原子的电子排布是1s2而不是1s12s1？ 后者不符合泡利原理
2.为什么基态氮原子的电子轨道表示式是 1s 2s
2p ，而不是
1s 2s
Байду номын сангаас2p
↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ？
后都不符合洪特规则
1.什么是电子自旋 ?
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，常用上下箭 头(“↑”“↓” )表示自旋相反的电子。 2.什么是泡利原理(1925年)？
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）。
电子自旋
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高中化学学习材料唐玲出品第2课时能量最低原理、泡利原理、洪特规则[目标要求] 1.掌握基态原子、激发态原子、电子云、原子轨道的概念。
2.能运用核外电子排布的规律熟练掌握1～36号元素的原子的核外电子排布。
一、能量最低原理、基态与激发态、光谱1．能量最低原理原子的电子排布遵循____________能使整个原子的能量处于________状态，简称能量最低原理。
2．基态和激发态(1)基态：处于________能量的原子叫做基态原子。
(2)激发态：当基态原子的电子________能量后，电子会跃迁到________能级，变成激发态原子。
(3)基态、激发态与能量转化的关系基态原子(吸收能量)激发态原子(释放能量)3．光谱和光谱分析(1)光谱不同元素原子发生跃迁时会吸收或释放__________，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的____________或____________，总称原子光谱。
(2)光谱分析现代化学中，常利用原子光谱上的____________来鉴定元素，称为光谱分析。
二、电子云与原子轨道1．电子运动的特点现代量子力学指出，无法确定核外电子在某个时刻处于原子核外空间何处，只能确定在原子核外各处出现的________。
用P表示电子在某处出现的________，V表示该处的体积，则P/V称为__________，用ρ表示。
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__________分布的形象化描述，小黑点越密，表示概率密度越大。
由于核外电子的__________分布看起来像是一片云雾，因而被形象地称作电子云。
3．原子轨道(1)定义________________称为原子轨道。
(2)原子轨道的形状s电子原子轨道是________形的，p电子原子轨道是________形的。
三、泡利原理和洪特规则1．泡利原理在一个原子轨道里最多只能容纳____个电子，而且它们的自旋状态________，这个原理称为泡利原理。
课件1：1.1.3 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
(2)指出下列核外轨道表示式的书写分别违背了什么原则？
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提示：①②③⑤违背了洪特规则，当电子排布在同一能级的不 同轨道时，原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋平行。 ④违背了泡利原理，一个原子轨道最多只容纳 2 个电子，而且这 2 个电子的自旋相反。
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核外电子排布的表示方法
原子(离 子)结构 示意图
第3课时 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
学习目标 能根据核外电子的排布规则熟知核外电子排布的表示方法，并能 根据电子排布的轨道表示式、结构示意图等推导出对应的原子或 离子。
2
知识梳理
泡利原理、洪特规则、能量最低原理
1．电子自旋与泡利原理
(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，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，
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(2)26 号元素 Fe 的核外电子排布式是 1s22s22p63s23p63d64s2，则 基态 Fe 原子上有 4 个未成对电子，当 Fe 原子失去 2 个 4s 电子和 1 个 3d 电 子 ， 就 得 到 了 Fe3 ＋ ， 因 此 Fe3 ＋ 的 电 子 排 布 式 是 1s22s22p63s23p63d5。
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D [A 项只能表示最外层电子数；B 项只表示核外的电子分层排 布情况；C 项具体到各能层的电子数；而 D 项包含了能层数、能级 数以及轨道内电子的自旋方向。]
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2．(双选)下列给出的基态原子的电子排布式，其中正确的是 ()
A．11Na：1s22s22p7 B．47Ag：1s22s22p63s23p63d104s24p64d95s2 C．20Ca：1s22s22p63s23p64s2 D．35Br：[Ar]3d104s24p5
人教版高中数学选修三1.1.2能量最低原理泡利原理洪特规则
【创新方案】2014-2015高中化学 1.1.2 能量最低原理 泡利原理 洪特规则课堂10分钟练习 新人教版选修31．(对应考点一)下列原子或离子核外电子排布不属于基态排布的是( )A ．Na ：1s 22s 22p 53s 2 B ．S 2－：1s 22s 22p 63s 23p 6 C ．N:1s 22s 22p 3 D ．Si: 1s 22s 22p 63s 23p 2解析：基态钠原子的核外电子排布为1s 22s 22p 63s 1，因此1s 22s 22p 53s 2是激发态钠原子的核外电子排布。
答案：A2．(对应考点一)下列排布不符合泡利原理的是()解析：由于泡利原理指的是一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，并且这两个电子的自旋状态必须相反，所以只有选项C 不满足此原理。
答案：C3．(对应考点二)已知三种微粒(原子或离子)的电子排布式如下：11X ：1s 22s 22p 619Y ：1s 22s 22p 63s 23p 620Z ：1s 22s 22p 63s 23p6 若将上述三种微粒归为同一类，下列微粒中也可归入此类的是()解析：分析原子核内的质子数和电子排布式之间的关系可知，11X 、19Y 、20Z 都是金属阳离子，分析A ～D 微粒结构示意图的核电荷数和核外电子排布的关系可知，A 、D 是原子，B 是阴离子，C 是金属阳离子。
答案：C4．(对应考点二)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 ．HeB ．C ．1s 2 D.解析：A 项只能表示出最外层电子数。
B 项只表示了核外的电子分层排布情况。
C 项只是具体到能级的电子数。
D 项完整体现了能层数、能级数以及轨道内电子的自旋方向。
↑↓答案：D5．按要求填空。
(1)17Cl的电子排布式___________________________________________________。
(2)17Cl的价电子排布式_________________________________________________。
20-21版：1.1.2 电子云与原子轨道、泡利原理、洪特规则、能量最低原理（创新设计）
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@《创新设计》
②p电子的原子轨道呈______哑__铃____形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
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@《创新设计》
探究一、电子云与原子轨道 从宏观和微观对比认知电子云概率密度分布
[探究素材] 宏观物体的运动与微观电子的运动对比 1.宏观物体的运动有确定的运动轨迹，可以准确测出其在某一时刻所处的位置及运行
的速度，描绘出其运动轨迹。 2.由于微观粒子质量小、运动空间小、运动速度快，不能同时准确测出其位置与速度，
从能量角度理解空间运动状态原子轨道
[探究素材] 1.不同能层的同种能级的原子轨道形状相同，只是半径不同。能层序数n越大，原子轨
道的半径越大。
2.s能级只有1个原子轨道。p能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz表 示。
3.原子轨道数与能层序数(n)的关系是原子轨道为n2个。 4.原子轨道能量高低
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以铝原子为例：
@《创新设计》
5.洪特规则的特例：在能量相同的轨道(同一能级)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高的稳定性。如 24Cr 的基态原子价电子的轨
道表示式为
22
(半充满)，易错写为
。
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[探究题目] 5.下列原子的价层电子的轨道表示式正确的是( )
【知识解析】泡利原理、洪特规则、能量最低原理精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版泡利原理、洪特规则、能量最低原理1 电子自旋与泡利原理温故核外电子围绕原子核做高速运动，根据电子能量高低及运动区域的不同，将电子在核外空间的运动状态分别用能层、能级及原子轨道来描述。
（1）电子自旋核外电子除绕核高速运动外，还像地球一样绕自己的轴自旋。
电子自旋在空间有两种相反的取向——顺时针方向和逆时针方向，分别用“↑”和“↓”表示。
名师提醒（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。
（2）泡利原理（又称泡利不相容原理）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，这个原理被称为泡利原理。
如He：1s2，1s轨道里的2个电子自旋相反，即一个电子顺时针运动，而另一个电子逆时针运动。
2 电子排布的轨道表示式轨道表示式（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：。
名师提醒（1）在轨道表示式中，用方框（也可用圆圈）表示原子轨道，1个方框代表1个原子轨道，通常在方框的下方或上方标记能级符号。
（2）不同能层及能级的原子轨道的方框必须分开表示，同一能层相同能级（能量相同）的原子轨道（简并轨道）的方框相连书写。
（3）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，如基态氧原子有2个自旋平行的2p电子。
（4）轨道表示式的排列顺序与电子排布式顺序一致，即按能层顺序排列。
有时画出的能级上下错落，以表达能量高低不同。
（5）轨道表示式中能级符号右上方不能标记电子数。
以Si原子为例，说明轨道表示式中各部分的含义：3 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，这一规则是洪特根据原子光谱得出的经验规则，称为洪特规则。
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【创新方案】2014-2015高中化学 1.1.2 能量最低原理泡利原理洪特规则课堂
10分钟练习新人教版选修3
1．(对应考点一)下列原子或离子核外电子排布不属于基态排布的是( )
A．Na：1s22s22p53s2
B．S2－：1s22s22p63s23p6
C．N: 1s22s22p3
D．Si: 1s22s22p63s23p2
解析：基态钠原子的核外电子排布为1s22s22p63s1，因此1s22s22p53s2是激发态钠原子的核外电子排布。
答案：A
2．(对应考点一)下列排布不符合泡利原理的是( )
解析：由于泡利原理指的是一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，并且这两个电子的自旋状态必须相反，所以只有选项C不满足此原理。
答案：C
3．(对应考点二)已知三种微粒(原子或离子)的电子排布式如下：
11X：1s 22s22p6
19Y：1s
22s22p63s23p6
20Z：1s
22s22p63s23p6
若将上述三种微粒归为同一类，下列微粒中也可归入此类的是( )
解析：分析原子核内的质子数和电子排布式之间的关系可知，11X、19Y、20Z都是金属阳离子，分析A～D微粒结构示意图的核电荷数和核外电子排布的关系可知，A、D是原子，B是阴离子，C是金属阳离子。
答案：C
4．(对应考点二)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．He B ．
C．1s2 D.
↑↓
解析：A项只能表示出最外层电子数。
B项只表示了核外的电子分层排布情况。
C项只是具体到能级的电子数。
D项完整体现了能层数、能级数以及轨道内电子的自旋方向。
答案：D
5．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_____________________________________________________。
(4)17Cl的电子排布图____________________________________________________。
(5)17Cl的原子结构示意图________________________________________________。
(6)第四周期中最外层仅有1个电子的所有基态原子的电子排布式_________________。
解析：(1)～(5)主要考查电子排布式、价电子排布式、电子式、电子排布图、原子结构示意图等常用化学用语概念的区别。
(6)第四周期最外层只有1个电子的最外层电子排布式为4s1，此时3s、3p应已填满，3d轨道可能全空、半充满或全充满，即其电子排布式为[Ar]4s1，[Ar]3d54s1，[Ar]3d104s1。
答案：(1)[Ne]3s23p5
(2)3s23p5
(3)
(4)[Ne]
(5)
(6)19K：[Ar]4s1,24Cr：[Ar]3d54s1,29Cu：[Ar]3d104s1。