物质结构原子核外电子运动的状态、排布原则及方法
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
原子核外电子的排布
《原子核外电子的排布》教学案5A【学习目标】1. 认识原子核外电子排布的轨道能量顺序图；2. 学会用电子排布式、轨道表示式表示原子结构；3. 运用能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则书写1~36号元素原子核外电子排布式和轨道表示式。
【学习重、难点】能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则【学习方法】自学讨论法、探究总结法【课时安排】2课时【教学过程】一、鲍林近似能级图多电子原子中各原子轨道能量的高低顺序如下规律：1．相同电子层上原子轨道能量的高低：ns<nP<nd<nf2．形状相同的原子轨道能量的高低：1s<2s<3s<4s……3．电子层和形状相同的原子轨道的能量相等，如：2p x、2p y、2p z轨道能量相等*4．各原子轨道能量高低的顺序：ns<(n-2)f<(n-1)d<np（能级交错现象）用鲍林近似能级图总结如下：指出：大多数原子的核外电子在轨道中填充顺序与能级图相符合，但有个别过渡元素例外（如：Cr、Cu）[拓宽介绍]电子核外运动状态的三个参数：a、主量子数n（主量子数n相同的电子位于同一个电子层，n主要决定着电子的能级）主量子数n 1、 2、 3、 4、 5、 6 …电子层符号 K、 L、 M、 N、 O、 P …b、角量子数l（角量子数l确定原子轨道的形状，并和主量子数n一起决定电子的能级）角量子数l 0、 1、 2、 3 、4…相应原子轨道 s、 p、 d、 f 、g…c、磁量子数（磁量子数m决定原子轨道在空间的取向）磁量子数m = 0，±1，±2…我国化学家徐光宪总结归纳出能级的相对高低与主量子数n和角量子数l的关系为：规律：（n+0.7l）愈大则能级愈高（n+0.7l）第一位数字相同的，能量相近，合并为同一能级组能级组的划分是导致周期表中化学元素划分为周期的原因[过渡]描述原子核外电子运动状态涉及电子层、原子轨道和电子自旋。
能量最低原理泡利原理洪特规则
1.了解原子核外电子的运动状态。 2.能说出原子核外电子排布遵循的原理和规则,能记住原子的基 态、激发态与光谱之间的关系。 3.了解电子云轮廓图、电子云形状和原子轨道的含义,能用电子 排布图表示基态原子的核外电子排布。
一二三
一、基态、激发态与光谱 1.基态原子与激发态原子
不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同的光。 了解电子云轮廓图、电子云形状和原子轨道的含义,能用电子排布图表示基态原子的核外电子排布。
为了简便起见,化学中常在元素符号周围用小黑点“·”或小叉“×”来表示元素原子的最外层电子,相应的式子叫做电子式。
(2)光谱分类。 一、基态、激发态与光谱
电子云轮廓图中的一个小黑点并不代表一个电子,而是表示电子在此位置出现过一次,小黑点密度的大小,表示在一定时间内电子出现的概 率的大小。 例如,K:1s22s22p63s23p64s1。 第二周期 Li:1s22s1;Be:1s22s2;B:1s22s22p1; 为了表示电子云轮廓的形状,对核外电子的空间状态有一个形象化的简便描述,把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出来,即为 电子云轮廓图。 为了简便起见,化学中常在元素符号周围用小黑点“·”或小叉“×”来表示元素原子的最外层电子,相应的式子叫做电子式。 解析：解答该题的关键是明确基态原子与激发态原子的相互转化及其转化过程中的能量变化和现象。 前两周期各原子的电子排布式。 如第二周期元素基态原子的电子排布图如下所示。
先单独占据一个轨道,而且自旋状态相同。
一
二
一、基态原子的核外电子排布 1.能量最低原理 原子核外电子总是优先占有能量低的轨道,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。 2.泡利原理
人教版化学选三物质结构与性质同步配套课件：1.1.2能量最低 原理 泡利原理 洪特规则
能量最低原理
泡利原理
洪特规则
-1-
目标导航
知识梳理
重难聚焦
典例透析
1.了解原子核外电子的运动状态。 2.能说出原子核外电子排布遵循的原理和规则,能记住原子的基 态、激发态与光谱之间的关系。 3.了解电子云轮廓图、电子云形状和原子轨道的含义,能用电子 排布图表示基态原子的核外电子排布。
目标导航
目标导航
知识梳理
重难聚焦
典例透析
一
二
三
电子云轮廓图中的小黑点密度的大小是否表示电子的多少? 提示：不是。电子云轮廓图中的一个小黑点并不代表一个电子, 而是表示电子在此位置出现过一次,小黑点密度的大小,表示在一 定时间内电子出现的概率的大小。
目标导航
知识梳理
重难聚焦
典例透析
一
二
三
3.电子云的形状 s电子云呈球形
目标导航
知识梳理
重难聚焦
典例透析
一
二
三
二、电子云与原子轨道 1.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 概率密度分布的形象化描述。小黑点越密,表示概率密度越大。 由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾,因而被形象地称 为电子云。 2.电子云轮廓图 为了表示电子云轮廓的形状,对核外电子的空间状态有一个形象 化的简便描述,把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出 来,即为电子云轮廓图。
p电子云呈哑铃形
目标导航
知识梳理
重难聚焦
典例透析
一
二
三
4.原子轨道 (1)定义:电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。 (2)各能级所含原子轨道数目:
能级符号 轨道数目 ns 1 np 3 nd 5 nf 7
第四章 物质结构基础
原子轨道角度分布图
n, l, m（
r，θ，φ）=R n, l （r）﹒Yl, m（θ，φ）
原子轨道角度分布图：由Y（θ ，φ ）对θ ，φ 作图所 得，表示电子可能出现的区域。
3. 概率密度和电子云
概率:电子在核外空间某处出现机会的多少称为概率。 概率密度: 电子在核外空间某处单位体积中出现的概率 称为概率密度。 电子云: 用小黑点的疏密表示原子核外电子出现的概率
密度的大小,这种图像称为电子云。
所以，电子云是概率密度大小的形象化描述。黑点密集 的地方，表示电子出现的概率密度大。
4. 量子数
核外电子的运动状态用波函数或原子轨
道来描述，波函数或原子轨道是由一些参数
来确定的，这些参数都是量子化的（取值不
连续），叫做量子数。
（1）主量子数（n） 【意义】描述电子出现概率最大的区域离核的距离 ，是决定电子能量高低的主要因素。 n越大，表示距 离越远，能量越高。 【取值范围】n只能取1，2，3，4…等正整数，常用 符号K、L、M、N…来表示。 （2）角量子数（L） 【意义】描述原子轨道或电子云的空间形状，在多 电子原子中与n共同决定电子的能量高低。 【取值范围】 L 只能取小于 n 的正整数。即对于给定 的n值，L可取0，1，2，3，…n-1，用符号 s,p,d,f…表示。
磁量子数 m 决定原子轨道在 空间的取向。同 一亚层（l 相同） 的几条原子轨道 在空间有不同的 取向，共有2l +1 种取向，每种取 向相当于一个原 子轨道。
m = 0, ± 1, ± 2, ..., ±l 数目 = 2l + 1
自旋量子数 m s
意义
电子层，决定核 外电子的能量和 离核的平均距离 。n 越大，电子 离核越远，电子 的能量越高。
(完整版)人教版高中化学选修3知识点总结：第一章原子结构与性质
第一章原子结构与性质课标要求1.了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素的（1~36号）原子核外电子的排布。
了解原子核外电子的运动状态。
2.了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某种性质3.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。
4.了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。
要点精讲一.原子结构1.能级与能层2.原子轨道3.原子核外电子排布规律⑴构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。
能级交错：由构造原理可知，电子先进入4s 轨道，后进入3d 轨道，这种现象叫能级交错。
说明：构造原理并不是说4s 能级比3d 能级能量低（实际上4s 能级比3d 能级能量高），而是指这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。
也就是说，整个原子的能量不能机械地看做是各电子所处轨道的能量之和。
（2）能量最低原理 现代物质结构理论证实，原子的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，简称能量最低原理。
构造原理和能量最低原理是从整体角度考虑原子的能量高低，而不局限于某个能级。
（3）泡利（不相容）原理：基态多电子原子中，不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。
换言之，一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反（用“↑↓”表示），这个原理称为泡利（Pauli ）原理。
（4）洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特（Hund ）规则。
比如，p3的轨道式为或，而不是洪特规则特例：当p 、d 、f 轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。
即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14时，是较稳定状态。
前36号元素中，全空状态的有4Be 2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23d0；半充满状态的有：7N 2s22p3、15P 3s23p3、24Cr 3d54s1、25Mn 3d54s2、33As 4s24p3；全充满状态的有10Ne 2s22p6、18Ar 3s23p6、29Cu 3d104s1、30Zn 3d104s2、36Kr 4s24p6。
高中化学高考热点辅导知识点分析核外电子排布
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
高中化学竞赛讲义《物质结构》
物质结构一、核外电子的运动状态1．电子层（1）电离能：从气态原子（或气态阳离子）中去掉电子，把它变成气态阳离子（或更高价气态阳离子），需要克服核电荷的引力而消耗的能量。
符号：I单位：电子伏特（是一个电子在真空中通过1伏特电位差所获得的动能，它是一种描述微观粒子运动的能量单位。
1电子伏特＝1.6022×10－19 J）注：从元素的气态原子去掉一个电子成为＋1价气态阳离子所需要消耗的能量，称为第一电离能（I1）；依次类推。
可得：①I1< I2< I3< I4< I5②分析Li，原子核外有3电子。
I3比I2增大不到一倍，但I2比I1却增大了十几倍。
说明这3电子分两组，两组能量有差异。
I1比I2、I3小得多，说明有一个电子能量较高，在离核较远的区域运动，容易被去掉。
另两个电子能量较低，在离核较近的区域运动。
③结论：电子是分层排布的。
2．电子亚层和电子云的形状①能量关系：电子层由里→外，能量由低→高。
同一电子层中，电子的能量还有差别，电子云的形状也不相同。
②电子亚层：K层――一个亚层，s亚层L层――二个亚层，s亚层、p亚层M层－－三个亚层，s亚层、p亚层、d亚层N层－－四个亚层，s亚层、p亚层、d亚层、f亚层③电子亚层形状：s亚层――球形p亚层――纺锤形（其他不介绍）④电子亚层能量：在同一电子层中能量s < p < d < f问题：比较下列轨道能量：1s、3p、2s、3d、4s、2p（1s <2s <2p <3p <3d <4s）3．电子云的伸展方向（1）电子云具有确定的形状和一定的伸展方向。
s电子云：球形对称，在空间各方向上伸展的程度相同。
z2pd电子云：五种伸展方向；f电子云：七种伸展方向。
（2）轨道：在一定电子层上，具有一定的形状和伸展方向的电子云所占据的空间称为一个轨道。
则s、p、d、f四个亚层分别有1、3、5、7个轨道。
2022年高考一轮复习 第4章 物质结构与性质 第1节 原子结构核外电子排布
原 轨子 道能量关系1③s＜同2一s＜能3层s＜内4形s…状…相同而伸展方向
不同的原子轨道的能量相等，如
2px、2py、2pz轨道的能量_相__等__
3．基态原子核外电子排布 (1)排布原则
(2)填充顺序——构造原理
(3)基态原子核外电子排布的表示方法 表示方法
电子排布式 简化电子排布式 电子排布图(或轨道表示式) 价层电子排布式
2．元素、核素、同位素 (1)元素、核素、同位素的关系
不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应。
(2)同位素的特征 ①相同存在形态的同位素，化学性质_几__乎__完__全__相__同__，物理性质 _不__同__。 ②天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数(丰度)一般 _不__变__。
(3)同位素的“六同三不同”
1234
解析：(1)根据对角线规则，与Li化学性质最相似的邻族元素是 Mg。Mg中M层电子为3s2，根据泡利不相容原理，M层电子自旋状态 相反。(2) 基态S原子电子占据最高能级为3p能级，p轨道电子云轮廓 为哑铃(纺锤)状。(3)基态K原子的价电子排布为4s1，核外电子占据的 最高能层为N层，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为球形。(4)用 电子云形象化描述电子在原子核外出现的概率密度分布，基态14C原 子的电子排布式为1s22s22p2。其中p轨道为2个未成对电子，核外存在 2对自旋相反的电子。
1234
(3)23952U与23982U互为同素异形体。( × )
提示：23952U与23982U互为同位素。 (4)(2018·全国卷Ⅰ)22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA。
提示：氩气为单原子分子。
(√ )
(5)(2018·全国卷Ⅲ)1 mol重水和1 mol水中，中子数比为2∶1。
原子核外电子的运动
4.波尔原子模型
1913年，丹麦物理学家玻尔把普朗克的相关理 论与卢瑟福的原子模型相结合，较好地解释了氢原 子光谱，提出新的原子结构模型。
M.Plac量 k 子论 (199)0 根据A.Einste光 in 子学(说 190年 8 ）
D.Rutherfo有rd核原子模型
原子能级
波尔原子模型局限性
当同一亚层轨道半充满、全充满以及 全空时，是比较稳定的。
全充满 p 6 d 10 f 14 半充满 p 3 d 5 f 7 全空 p 0 d 0 f 0
本课总结：
人类对原子结 构认识的历史
知 原子核外电子 识 运动特征排布
体
遵循的原理和 规则
系
原子核外电子 排布的表示式
能量最低原理
泡！ 利不相容原理 洪特规则 电子排布式
1. 只限于解释氢原子或类氢离子（单电子 体系）的光谱，不能解释多电子原子的光谱。
2. 人为地允许某些物理量（电子运动的轨 道角动量和电子能量）“量子化”，以修正 经典力学（牛顿力学）。
5、电子云模型
德谟克利特：朴素原子观
道尔顿：原子学说
汤姆生：“葡萄干面包式” 模 型 卢瑟福：带核原子结构模型
轨道能量顺序
7
4f
原子核外电子排布的三大原理
1.最低能量原理──电子在原子轨道上的排布，要尽 可能使电子的能量最低。 2.泡利不相容原理──每个原子轨道最多只能容纳 两个电子，且自旋方向必须相反。
3.洪特规则──电子在等价轨道（能量相同 的轨道）上排布时，总是尽可能分占不同的 轨道，且自旋方向相同。这种排布，电子的 能量最低。
2、3d轨道中最多容纳电子数为
A、2 √B、 10 C、 14
D、 18