第一章

第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)0第4課時(shí)：泡利原理、洪特規(guī)則能層KLMNO能級(jí)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p...最多電子數(shù)2262

61026101426原子軌道數(shù)1131

35135713想一想：每個(gè)原子軌道最多只能容納

個(gè)電子2

兩個(gè)電子容納在一個(gè)軌道里，也就意味著，它們的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是相同的。為什么每個(gè)原子軌道中最多可容納兩個(gè)電子？這兩個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有差異嗎？斯特恩-蓋拉赫實(shí)驗(yàn)在斯特恩-蓋拉赫實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了銀原子束經(jīng)過(guò)不均勻磁場(chǎng)，產(chǎn)生了偏轉(zhuǎn)，并最終在屏幕垂直方向上，形成了兩個(gè)上下對(duì)稱(chēng)的非連續(xù)分布。至此，所有的粒子從理論上就都有了——自旋。電子自旋在空間有順時(shí)針和逆時(shí)針兩種取向，簡(jiǎn)稱(chēng)自旋相反，常用上下箭頭(“↑”“↓”)表示自旋相反的電子。電子自旋1925年，泡利正式提出，在一個(gè)原子軌道里，最多只能容納2個(gè)電子，它們的自旋相反，這個(gè)原理被稱(chēng)為泡利原理(泡利不相容原理)。物理史上最囂張的論文——1頁(yè)1925年，兩個(gè)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(cè)，于是就整出了1頁(yè)的論文。沒(méi)想到的是，這個(gè)理論竟然違背了愛(ài)因斯坦相對(duì)論，其速度居然達(dá)到了光速10倍，偏偏還是對(duì)的！他們分別叫，烏侖貝克和高斯密特。(左烏倫貝克，右古德斯米特，拍攝時(shí)間約為1928年)1927年10月，第五屆索爾維會(huì)議，泡利是年齡最小的頂級(jí)科學(xué)家電子除了空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)外，還存在一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)叫__________。自旋1.電子自旋和泡利原理1）自旋

電子自旋在空間有________________兩種取向，簡(jiǎn)稱(chēng)___________。自旋相反常用上下箭頭（“↑”“↓”）表示順時(shí)針和逆時(shí)針泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理②電子能量與能層、能級(jí)有關(guān)，電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與原子軌道有關(guān)，能層、能級(jí)、原子軌道和自旋狀態(tài)四個(gè)方面共同決定電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。③一個(gè)原子中不可能存在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的2個(gè)電子

①自旋是微觀粒子普遍存在的一種如同電荷、質(zhì)量一樣的內(nèi)在屬性。

注意：電子除了空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)外，還存在一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)叫__________。自旋1.電子自旋和泡利原理1）自旋

在一個(gè)原子軌道里：最多只能容納______個(gè)電子，它們的自旋________2相反泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理填多少

2）泡利原理這個(gè)原理被稱(chēng)為泡利原理（也稱(chēng)泡利不相容原理）。如2s2的電子排布圖為

,不能表示為

。H1s1O1s22s22p4H原子軌道簡(jiǎn)并軌道：能量相同的原子軌道電子對(duì)單電子(未成對(duì)電子)自旋平行能級(jí)符號(hào)軌道表示式（電子排布圖）：是表述電子排布的一種圖示。2.電子排布的軌道表示式泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理(1)用□或〇代表一個(gè)原子軌道，能量相同的原子軌道（簡(jiǎn)并軌道）的方框相連。不同能級(jí)中的□要相互分開(kāi)。(2)整個(gè)電子排布圖中各能級(jí)的排列順序要與相應(yīng)的電子排布式一致。(4)通常在方框下方或上方標(biāo)記能級(jí)符號(hào)。(3)箭頭表示一種自旋狀態(tài)的電子，一個(gè)箭頭表示一個(gè)電子，↓↑”稱(chēng)電子對(duì)，“↑”或“↓”表示單電子（或稱(chēng)未成對(duì)電子），箭頭同向的單電子稱(chēng)自旋平行。HH1s1O1s22s22p4(5)有時(shí)畫(huà)出的能級(jí)上下錯(cuò)落，以表達(dá)能量高低不同。2.電子排布的軌道表示式泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理Li1s↑↓↑2sBe1s↑↓↑↓2sB1s↑↑↓↑↓2s2p請(qǐng)寫(xiě)出Li、Be、B的軌道表示式。課堂練習(xí)“先打單，再成雙”“打單要平行，成雙要相反”同一個(gè)原子軌道只有一個(gè)電子21B1s↑↑↓↑↓2s2p電子對(duì)自旋方向相反的一對(duì)電子單電子

B原子中:有

對(duì)電子對(duì)，有

個(gè)單電子。2.電子排布的軌道表示式泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理自旋平行箭頭同向的單電子稱(chēng)為自旋平行簡(jiǎn)并軌道能量相同的原子軌道有

種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，有

種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子。35B1s↑↑↓↑↓2s2p軌道數(shù)電子數(shù)2.電子排布的軌道表示式泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理練一練：1.請(qǐng)畫(huà)出鋁原子的軌道表示式鋁原子外層有

個(gè)電子對(duì)，

有

個(gè)單電子。電子有

種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，有

種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子。131762.下列基態(tài)碳原子的軌道表示式哪個(gè)是正確的？①C1s↑↓↑↓↑↓2s2p②C1s↑↑↑↓↑↓2s2p2p③C↑1s↑↑↓↑↓

2s2p④C↓1s↑↑↓↑↓

2s√3.（2009-上海）以下表示氦原子結(jié)構(gòu)的化學(xué)用語(yǔ)中，對(duì)電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)描述最詳盡的是

A.HeB．C．1s2D．

怎么填

基態(tài)原子中，填入簡(jiǎn)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）2p3的電子排布圖√泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理3.洪特規(guī)則C：1s22s22p2√

洪特規(guī)則是針對(duì)電子填入簡(jiǎn)并軌道而言的,并不適用于電子填入能量不同的軌道。↑↓LiBeBC↑↓1s2s↑↓↑↑↓↑↓1s2s↑2p↑↓↑↓1s2s↑↑2p1s2sNO↑↓↑↓1s2s↑↑↑2p↑↓↑↓1s2s↑↑↑↓2pFNe↑↑↑↓↓↑↓1s2s2p↑↓↑↓1s2s2p↑↑↑↓↓↓↑↓第二周期元素原子的電子排布圖（即軌道表示式）洪特規(guī)則特例*光譜實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)能量相同的簡(jiǎn)并軌道在______、_____和_______條件時(shí)，體系能量較低，原子較穩(wěn)定。全滿半滿全空3d4s↑Cr↑↑↑↑↑半充滿狀態(tài)

怎么填

泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理3.洪特規(guī)則3d4s↑↓↑↓↑↑↓↑↓↑↓全充滿狀態(tài)Cu在構(gòu)建基態(tài)原子時(shí)，電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道，使整個(gè)原子的能量最低。整個(gè)原子的能量由核電荷數(shù)、電子數(shù)和電子狀態(tài)三個(gè)因素共同決定。自然界的普適規(guī)律泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理4.能量最低原理

能量最低原理的補(bǔ)充：當(dāng)相鄰能級(jí)能量差別不大時(shí)，有1～2個(gè)電子填入能量稍高的能級(jí)可能反而降低電子排斥能，進(jìn)而使原子整體能量最低。例如：所有副族元素的基態(tài)原子。內(nèi)容：因素：鐵原子的電子排布圖↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑洪特規(guī)則泡利原理能量最低原理1s2s2p3p3d3s4s結(jié)論：基態(tài)原子的核外電子排布遵循泡利原理、洪特規(guī)則和能量最低原理。違背任意一個(gè)，能量就不是最低，就不是基態(tài)?！舅伎寂c討論】

課本P16（1）為什么基態(tài)氦原子的電子排布是1s2而不是1s12s1（3）為什么基態(tài)Sc的價(jià)層電子排布是3d14s2，而不是4s3？不滿足能量最低原理不滿足洪特規(guī)則不滿足泡利原理（2）為什么基態(tài)氮原子的軌道表示式是

，而不是

？【練一練】寫(xiě)出15P、25Mn的軌道表示式，并按要求填空。15P：

，

有

對(duì)電子對(duì)，有

個(gè)單電子。25Mn：________________________________________________________________，

有

種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，有

個(gè)單電子，屬于半充滿。63155表示方法原子結(jié)構(gòu)示意圖電子式電子排布式簡(jiǎn)化電子排布式價(jià)電子排布式電子排布圖(軌道表示式）價(jià)電子排布圖以硫(S)為舉例S：1s22s22p63s23p4[Ne]3s23p4S：3s23p4歸納一：基態(tài)原子核外電子排布的表示方法S：——七圖式（1）有1個(gè)未成對(duì)電子：（2）有2個(gè)未成對(duì)電子：（3）有3個(gè)未成對(duì)電子：（4）有4個(gè)未成對(duì)電子：（5）有5個(gè)未成對(duì)電子：（6）有6個(gè)未成對(duì)電子：歸納二：1-36號(hào)元素中，原子核外未成對(duì)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。ⅣA族(ns2np2：C、Si、Ge)；ⅥA族(ns2np4：O、S、Se)。Ti、NiⅤA族(ns2np3：N、P、As)，V、Co。FeMnCrns2np3、3d34s2、3d74s23d64s23d54s23d54s1練一練：在前四周期元素中，基態(tài)原子中未成對(duì)電子與其所在周期數(shù)相同的元素有幾種？()A.6種B.5種C.4種D.3種BHCOPFe核外電子運(yùn)動(dòng)的基本特征能層

能級(jí)

軌道

自旋

公轉(zhuǎn)

自轉(zhuǎn)

大范圍

小范圍

歸納三：基態(tài)原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述電子能量與能層、能級(jí)有關(guān)電子運(yùn)動(dòng)的空間范圍與原子軌道有關(guān)第一節(jié)原子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第4課時(shí)電子排布的軌道表示式(電子排布圖)核外電子在原子軌道中的排布規(guī)律電子排布式與軌道表示式的比較排布規(guī)律一：泡利原理排布規(guī)律二：洪特規(guī)則排布規(guī)律三：能量最低原理簡(jiǎn)并軌道電子對(duì)單電子自旋平行用方框表示原子軌道，在方框的下方用能級(jí)符號(hào)表示軌道所屬能級(jí)課堂小結(jié)1.下列原子的軌道表示式中，符合洪特規(guī)則的是()A. B.C. D.C2.下列有關(guān)化學(xué)用語(yǔ)中不能體現(xiàn)氮原子核外電子能量有差異的是()A. B.C. D.1s22s22p3A課堂練習(xí)3.24Cr原子處于基態(tài)時(shí)，價(jià)電子排布可用軌道表示式表示成，而不是

。下列說(shuō)法中正確的是()A.這兩種排布方式都符合能量最低原理B.這兩種排布方式都符合泡利原理C.這兩種排布方式都符合洪特規(guī)則D.這個(gè)實(shí)例說(shuō)明洪特規(guī)則有時(shí)候和能量最低原理是矛盾的B課堂練習(xí)4.下列關(guān)于硅原子的核外電子排布表示方法中，錯(cuò)誤的是()A.1s22s22p63s23p2B.[Ne]3s23p2C.D.C5.在短周期元素中，元素的基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)等于能層數(shù)的元素有a種，元素的基態(tài)原子最外層電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)2倍的元素有b種，則a∶b的值為()A.1 B.2 C.3 D.4B課堂練習(xí)6.下列各組原子中，彼此化學(xué)性質(zhì)一定相似的是()A.原子核外L能層的未成對(duì)電子數(shù)與M能層的未成對(duì)電子數(shù)相等的原子B.原子核外M層上僅有兩個(gè)電子的X原子與原子核外N層上僅有兩個(gè)電子

的Y原子C.2p能級(jí)只有1個(gè)空軌道的X原子和3p能級(jí)只有1個(gè)空軌道的Y原子D.最外層都只有一個(gè)電子的X、Y原子C課堂練習(xí)7.(1)氧元素基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)為_(kāi)___個(gè)，第三周期中有兩個(gè)成單電子的元素符號(hào)________(填一種即可)，M層上有2對(duì)成對(duì)電子的原子最外層共有___種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子。2Si(或S)6(2)1～36