第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)人教版高中化學(xué)選必二

基態(tài)原子的核外電子排布原則目錄洪特規(guī)則0304電子自旋與泡利原理01電子排布的軌道表示式0204能量最低原理原子軌道量子力學(xué)把電子在原子核外的一個空間運(yùn)動狀態(tài)稱為一個原子軌道各能級所含有原子軌道數(shù)目能級符號nsnpndnf最多可容納的電子數(shù)原子軌道數(shù)目單軌道容納電子數(shù)常用電子云輪廓圖來形象的描述電子的空間運(yùn)動狀態(tài)能級符號nsnpndnf最多可容納的電子數(shù)原子軌道數(shù)目單軌道容納電子數(shù)1×23×25×27×212357222

每個原子軌道中最多可容納兩個電子，那么這兩個電子的運(yùn)動狀態(tài)是否相同?資料在線電子自旋1925年，兩個物理研究生，竟然搞出了電子自旋的概念，認(rèn)為契合了天才泡利的預(yù)測，于是就整出了1頁的論文。沒想到的是，這個理論竟然違背了愛因斯坦相對論，其速度居然達(dá)到了光速10倍，偏偏還是對的！他們分別叫，烏侖貝克和古德斯密特。拍攝時間約為1928年

1925年，兩名荷蘭學(xué)生烏侖貝克和古德斯密特提出了電子自旋假設(shè)，很好地解釋了反常塞曼效應(yīng)。物理史上最囂張的論文——1頁烏倫貝克古德斯米特電子除了空間運(yùn)動狀態(tài)外，還存在一種運(yùn)動狀態(tài)叫自旋。1.電子自旋(1)電子自旋的取向：順時針和逆時針兩種取向（簡稱自旋相反）(2)符號表示：↑和↓表示自旋相反的電子一、電子自旋與泡利原理泡利原理在一個原子軌道里，最多只能容納

個電子，它們的自旋

，也稱泡利不相容原理。2相反電子自旋在空間有順時針和逆時針兩種取向，簡稱自旋相反。常用方向相反的箭頭“↑”和“↓”表示自旋狀態(tài)相反的電子。

因?yàn)槊總€原子軌道最多只能容納2個電子且自旋狀態(tài)相反。所以從能層、能級、原子軌道、電子自旋的四個方面來說明電子的運(yùn)動狀態(tài)時，

【練習(xí)】鈉的基態(tài)原子核外共有

種能量不同的電子，有

種運(yùn)動狀態(tài)不同的電子。原子核外有幾個電子就有幾種運(yùn)動狀態(tài)一、電子自旋與泡利原理即在任何一個原子中找不到兩個完全相同的電子。411二.電子排布的軌道表達(dá)式軌道表示式(又稱電子排布圖)是表述電子排布的一種圖式

用方框（也可用圓圈）表示原子軌道，能量相同的原子軌道（簡并軌道）的方框相連，箭頭（↑↓）表示一種自旋狀態(tài)電子。如：氫和氧的基態(tài)原子電子排布式、軌道表示式為①概念②表示方法：1s2s2pH↑↓↑O1s↑↓↑↑H1s1O1s22s22p4原子軌道簡并軌道：能量相同的原子軌道能級符號電子對↑↓單電子：未成對電子自旋平行不用標(biāo)記電子數(shù)與“電子排布式”區(qū)分開HH1s1O1s22s22p4二、電子排布的軌道表示式用□或○代表一個原子軌道，能量相同的原子軌道（簡并軌道）的方框相連不同能級中的□或○要相互分開整個電子排布圖中各能級的排列順序要與相應(yīng)的電子排布式一致通常在方框下方或者上方標(biāo)記能級符號箭頭表示一種自旋狀態(tài)的電子，一個箭頭表示一個電子，↓↑”稱電子對，“↓”或“↑”表示單電子，箭頭同向，自旋平行，箭頭相反，自旋相反電子排布式給出了基態(tài)原子核外電子在能層和能級中的排布，而電子排布圖還給出了電子在原子軌道中的自旋狀態(tài)有時畫出的能級上下錯落，以表達(dá)能量高低不同。練一練：1.請畫出鋁原子的軌道表示式鋁原子外層有

個電子對，

有

個單電子。電子有

種空間運(yùn)動狀態(tài)，有

種運(yùn)動狀態(tài)不同的電子。13176運(yùn)動狀態(tài)=電子數(shù)空間運(yùn)動狀態(tài)（原子軌道）=軌道數(shù)之和基態(tài)原子中，填入簡并軌道的電子總是先單獨(dú)分占，且自旋平行。(能量相同的原子軌道)（自旋方向相同）三、洪特規(guī)則洪特規(guī)則（洪特規(guī)則是針對電子填入簡并軌道而言，并不適用電子填入能量不同的軌道）××2p3的電子排布圖√↑↓LiBeBC↑↓1s2s↑↓↑↑↓↑↓1s2s↑2p↑↓↑↓1s2s↑↑2p1s2sNO↑↓↑↓1s2s↑↑↑2p↑↓↑↓1s2s↑↑↑↓2pF↑↑↑↓↓↑↓1s2s2p↑↓第二周期元素原子的電子排布圖（即軌道表示式）三、洪特規(guī)則課本P16：思考與討論1.下列軌道表示式中哪個是硼的基態(tài)原子？為什么？2.下列軌道表示式中哪個是氧的基態(tài)原子？為什么？AB√CB違反了泡利原理A√違反了洪特規(guī)則根據(jù)泡利原理，在一個原子軌道里，最多只能容納兩個電子，它們自旋相反。洪特規(guī)則，基態(tài)原子中，填入簡并軌道的電子總是先單獨(dú)分占，且自旋平行。能量較低狀態(tài)穩(wěn)定全充滿（p6，d10，f14）全空時（p0，d0，f0）半充滿（p3，d5，f7）注：在簡并軌道上的電子排布處于全滿、半充滿、全空狀態(tài)，具有較低的能量和較大的穩(wěn)定性。三、洪特規(guī)則4s3d↑↑↑↑↑↑24Cr↑↓4s↑↑↑3d↑4s3d↑↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓29Cu↑↓4s↑↓↑↓↑↓3d↑↓↑只有一組全滿的簡并軌道有兩組半滿的簡并軌道只有一組全滿的簡并軌道有一組全滿、一組半滿的簡并軌道洪特規(guī)則特例1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s1

47Ag79Au1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1d軌道全充滿d軌道全充滿【練習(xí)】某元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子。請寫出該元素原子的價(jià)層電子的軌道表示式？O↑↓2s↑↑↑↓2pF↑↑↑↓↓2s2p↑↓【練習(xí)】某元素原子的L層上有3對成對電子。請寫出該元素原子的價(jià)層電子的軌道表示式？C↑↓2s↑↑2p——自然界的普適規(guī)律四：能量最低原理

多電子原子在基態(tài)時核外電子優(yōu)先占據(jù)能量最低的軌道。a.相鄰能級能量相差很大時，電子填入能量低的能級即可使整個原子能量最低(如所有主族元素的基態(tài)原子);b.而當(dāng)相鄰能級能量相差不太大時，有1~2個電子占據(jù)能量稍高的能級可能反而降低了電子排斥能而使整個原子能量最低(如所有副族元素的基態(tài)原子)。核電荷數(shù)電子數(shù)電子狀態(tài)共同決定整個原子的能量所有電子排布規(guī)則都需要滿足能量最低原理規(guī)則1：能量最低原理規(guī)則2：泡利原理規(guī)則3：洪特規(guī)則洪特規(guī)則特例(洪特規(guī)則的補(bǔ)充)原子的電子排布遵循構(gòu)造原理，能使整個原子的能量處于最低狀態(tài)在一個原子軌道最多只能容納2個電子，且它們的自旋狀態(tài)相反。當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個軌道，而且自旋方向相同?？偨Y(jié)：

基態(tài)原子核外電子的排布遵循的規(guī)則實(shí)際上，整個原子的能量是由核電荷數(shù)、電子數(shù)和電子狀態(tài)三個因素共同決定。填多少怎么填1.為什么基態(tài)氦原子的電子排布式時1s2而不是1s12s1？2.為什么基態(tài)氮原子的軌道表達(dá)式是，而不是？3.為什么基態(tài)K和Ca的價(jià)電子是4s1和4s2，而不是3d1和3d2？課本P16：思考與討論要滿足能量最低原理要滿足洪特規(guī)則要滿足能量最低原理【練習(xí)】判斷下列例子中違反了什么規(guī)律？電子排布式(21Sc):1s22s22p63s23p63d3電子排布式(22Ti):1s22s22p63s23p10電子排布式(6C):1s22s22px2違反了能量最低原理違反了能量最低原理違反了泡利原理違反了泡利原理違反了洪特規(guī)則違反了洪特規(guī)則表示方法原子結(jié)構(gòu)示意圖

電子式

電子排布式簡化電子排布式價(jià)層電子排布電子排布的軌道表示式(電子排布圖)價(jià)層電子的軌道表示式以硫(S)為例1s22s22p63s23p4[Ne]3s23p43s23p4專題：基態(tài)原子核外電子排布的表示方法

(1)[2021·全國甲卷，35(1)節(jié)選]太陽能電池板主要材料為單晶硅或多晶硅。Si的價(jià)電子層的電子排布式為________。3s23p2(2)[2021·廣東，20(1)]基態(tài)硫原子價(jià)層電子排布式為_______。3s23p4(3)[2021·海南，19(1)]基態(tài)錳原子的價(jià)層電子排布式為_______。3d54s2(4)[2021·湖南，18(1)節(jié)選]基態(tài)硅原子最外層的軌道表示式為______________。(5)[2021·山東，16(1)]基態(tài)F原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài)有___種。9真題填空：2.某基態(tài)原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p4，下列說法錯誤的是(

)A．該元素原子核外共有34個運(yùn)動狀態(tài)不同的電子B．該元素原子的最高能層符號為NC．該元素原子核外電子有18種空間運(yùn)動狀態(tài)D．該元素原子價(jià)層電子排布式為3d104s24p4D運(yùn)動狀態(tài)=電子數(shù)空間運(yùn)動狀態(tài)=軌道數(shù)之和√3.某原子核外電子排布為ns2np7，它違背了A.泡利原理 B.能量最低原理C.洪特規(guī)則 D.構(gòu)造原理A．Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d44s2B．As的價(jià)電子排布圖：C．Fe的原子結(jié)構(gòu)示意圖：D．Mn2＋的價(jià)電子排布圖：4.下列有關(guān)電子排布式、原子結(jié)構(gòu)示意圖以及電子排布圖正確的是√√5.下列氮原子的電子排布圖中，屬于激發(fā)態(tài)，且能量最高的是6.寫出15P、25Mn的軌道表示式，并按要求填空。15P：_____________________________________，有

個電子對，有

個單電子。25Mn：___________________________________________________，有

種空間運(yùn)動狀態(tài)，有

個單電子，屬于半充滿狀態(tài)。63155（1）有1個未成對電子：（2）有2個未成對電子：（3）有3個未成對電子：（4）有4個未成對電子：（5）有5個未成對電子：（6）有6個未成對電子（最多）：1-36號元素中，原子核外未成對電子數(shù)與價(jià)電子排布之間的關(guān)系ns1、ns2np1、ns2np5、3d14s2、3d104s1ns2np2、ns2np4、3d24s2、3d84s2ⅠA族(ns1：H、Li、Na、K)；ⅢA族(ns2np1：B、Al、Ga)；ⅦA族(ns2np5：F、Cl、Br)；Sc、Cu