第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)第3課時泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)利用STM觀察原子[學(xué)習(xí)目標]1.能從原子微觀層面理解原子的組成、結(jié)構(gòu)。2.認識基態(tài)原子中核外電子的排布遵循能量最低原理、泡利原理和

洪特規(guī)則，能夠根據(jù)三條規(guī)則書寫軌道表示式，熟知核外電子排

布的表示方法。知識回顧能級nsnpndnf軌道數(shù)最多容納電子數(shù)各能級包含的原子軌道數(shù)，最多容納的電子數(shù)？填空下表1357261014為什么每個軌道最多容納2個電子？核外電子在原子軌道中的排布規(guī)律(1)電子自旋——微觀粒子普遍存在的一種內(nèi)在屬性有順時針和逆時針兩種取向，簡稱自旋相反，常用“↑和↓”表示。(2)泡利原理在一個原子軌道里，最多只能容納2個電子，它們的自旋相反。1.電子自旋與泡利原理

核外電子在原子軌道中的排布規(guī)律(1)軌道表示式用一個□表示一個原子軌道，用↑和↓表示不同自旋的電子?！啊狈Q電子對，“↑”或“↓”稱單電子。spdf↑↓↑↑(2)表示方法↑↓↑↓↑↓×將電子排布式表示成更易識別的圖形，稱為軌道表示式(又稱電子排布圖)能量相同的原子軌道(簡并軌道)的方框相連，空軌道也要畫出來；在方框的上方或下方用能級符號表示軌道所屬能級，但不要寫電子數(shù)；各軌道按照離核由近到遠，從左到右依次排列；用箭頭表示處于特定自旋方向的電子。核外電子在原子軌道中的排布規(guī)律2.軌道表示式(電子排布圖)1s22s22p63s23p1例如Al電子排布式1s2s2p3s3p↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑原子軌道能層序數(shù)、能級符號空軌道單電子★注意：鋁原子中有6個電子對，1個單電子；7種空間運動狀態(tài)，13種電子運動狀態(tài)。簡并軌道核外電子在原子軌道中的排布規(guī)律↑↓↑↓1s2s2p3s3p3d4s3.洪特規(guī)則(1)基態(tài)原子中，填入簡并軌道的電子總是先單獨分占，且自旋平行。24Cr1s2s2p7N↑↑↑↑↓↑↓↓1s2s2p8O↑↑↑電子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1(2)特例↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑×★全充滿、全空、半充滿狀態(tài)時，具有較低的能量和較強的穩(wěn)定性?！?9Cu1s2s2p3s3p3d4s電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓×核外電子在原子軌道中的排布規(guī)律結(jié)合構(gòu)造原理分析Fe原子電子排布圖，你能有何發(fā)現(xiàn)？26Fe↑↓↑↑↑↑3d↑↓4s↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓1s2s2p3s↑↓↑↓↑↓3p核外電子在原子軌道中的排布規(guī)律(1)內(nèi)容：在構(gòu)建基態(tài)原子時，電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道，使整個原子的能量最低。電子填入后使整個原子能量達到最低的軌道不一定屬于能量最低的能級。(2)本質(zhì)：整個原子的能量最低。核外電子在原子軌道中的排布規(guī)律4.能量最低原理(3)因素：整個原子的能量由核電荷數(shù)、電子數(shù)和電子狀態(tài)三個因素共同決定。相鄰能級能量相差很大時，電子填入能量較低的能級即可使原子能量最低，如所有主族元素的基態(tài)原子；當相鄰能級能量差別不太大時，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的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。核外電子在原子軌道中的排布規(guī)律(4)學(xué)科素養(yǎng)：對于多電子微粒，體系總能量不僅包括電子所在能層和能級的能量，還包括電子相互作用的能量。核外電子排布時，要求體系總能量最低，并不是完全按照K→L→M…及ns→np→nd…的順序填充電子，而是按照構(gòu)造原理填充電子。因此不能認為構(gòu)造原理是軌道(或能級)的能量由低到高的順序，而是填入電子后整個體系總能量由低到高的順序。核外電子在原子軌道中的排布規(guī)律思考交流1.判斷正誤(1)O原子的2s軌道和2p軌道是簡并軌道(2)3p2表示3p能級的軌道中有兩個自旋相反的電子(3)基態(tài)原子的核外電子填充在5個能級中的元素有6種(4)基態(tài)原子中4s能級只填充1個電子的元素有3種×√×√思考交流2.在d軌道中電子排布成

，而不排布成

，其直接根據(jù)是A.能量最低原理 B.泡利原理 C.構(gòu)造原理 D.洪特規(guī)則√3.下列有關(guān)原子的最外能層的軌道表示式正確的是A.鈹原子： B.碳原子：C.氯原子： D.鋁原子：√思考交流4.下列原子或離子的電子排布式表示方法中，正確的是_________(填序號，下同)，違反能量最低原理的是

；違反洪特規(guī)則的是

；違反泡利原理的是

。

①Ca2+：1s22s22p63s23p6 ②F-：1s22s23p6③P：

④Cr：1s22s22p63s23p63d44s2 ⑤Fe：1s22s22p63s23p63d64s2⑥Mg2+：1s22s22p6 ⑦C：①⑤⑥②④③⑦注意書寫軌道表示式時，常出現(xiàn)的錯誤及正確書寫歸納總結(jié)自我測試1.下列有關(guān)多電子原子的敘述正確的是A.在一個多電子原子中，不可能有兩個運動狀態(tài)完全相同的電子B.在一個多電子原子中，不可能有兩個能量相同的電子C.在一個多電子原子中，N層上的電子能量肯定比M層上的電子能量高D.某個多電子原子的3p能級上僅有兩個電子，它們的自旋狀態(tài)必須相反√自我測試2.下列原子的軌道表示式中，符合能量最低原理的是A.B.C.D.√自我測試

√自我測試