高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 原子结构说课ppt课件

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第3课时　泡利原理、洪特规则、能量最低原理
1．能从原子微观层面理解原子的组成、结构等。能根据核外电子的三条规则熟知核外电子排布的表示方法。2．能根据核外电子的表示方法，推导出对应的原子或离子。
1．泡利原理在一个原子轨道里，最多只能容纳_____个电子，它们的自旋_______，常用上下箭头(↑和↓)表示自旋相反的电子。2．电子排布的轨道表示式(电子排布图)在轨道表示式中，用方框(也可用圆圈)表示原子轨道。O的轨道表示式如下： 。
原子核外电子的排布规则
回答下列问题：(1)简并轨道：_____________________。(2)电子对：_____________________________________________。(3)单电子(或未成对电子)：___________________________________ __________________。(4)自旋平行：_______________________________。(5)在氧原子中，有_____个电子对，有_____个单电子。(6)在氧原子中，有_____种空间运动状态，有_____种运动状态不同的电子。
同一个原子轨道中，自旋方向相反的一对电子
一个原子轨道中若只有一个电子，则该电子称为单电子
箭头同向的单电子称为自旋平行
3．洪特规则(1)内容：基态原子中，填入___________的电子总是先单独分占，且自旋平行。(2)特例在简并轨道上的电子排布处于全充满、半充满和全空状态时，具有_______的能量和_______的稳定性。
如24Cr的电子排布式为_______________________，为半充满状态，易错写为1s22s22p63s23p63d44s2。
1s22s22p63s23p63d54s1
4．能量最低原理(1)内容：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据___________的原子轨道，使整个原子的能量最低。(2)因素：整个原子的能量由___________、_________和__________三个因素共同决定。
1．下列轨道表示式中哪个是氧的基态原子( )提示：根据洪特规则，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。
2．为什么基态氦原子的电子排布式是1s2而不是1s12s1?提示：氦原子核外有2个电子，根据能量最低原理和泡利原理，基态氦原子的2个电子以自旋相反的形式填充在能量最低的1s轨道中，且1s轨道和2s轨道能量相差较大，所以基态氦原子不会出现2个电子单独分占1s、2s轨道的情况。3．为什么基态K和Ca的价层电子是4s1和4s2，则不是3d1和3d2?提示：根据构造原理，3d能级的能量大于4s能级的能量，所以依据能量最低原理，电子填入能量低的能级可使整个原子的能量最低。
4．指出下列核外电子排布的轨道表示式的书写分别违背了什么原则？
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能容纳2个电子，而且这2个电子的自旋相反。
注意：书写轨道表示式时，常出现的错误及正确书写
1．下列有关氮原子的轨道表示式中违反洪特规则的是( )
2．下列说法错误的是( )A．氮原子的轨道表示式： B．K＋核外电子排布式1s22s22p63s23p6C．L层的p轨道上有一个空轨道和M层的p轨道上有一个空轨道的元素在同一族D．2p、4p能级的轨道数相等
3．下列对电子排布式或电子排布图书写的评价正确的是( )
解析：电子应先单独占据轨道，违反了洪特规则，不符合题意，A错误；相同轨道中的两个电子运动方向相反，违反了泡利不相容原理，不符合题意，B错误；Ca原子的电子排布式：1s22s22p63s23p64s2，违反能量最低原理，符合题意，C正确；Fe3＋的电子排布式26Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5，评价错误，D错误。故选C。
能量最低原理表述的是“整个原子处于能量最低状态”，而不是说电子填充到能量最低的轨道中去，泡利原理和洪特规则都使“整个原子处于能量最低状态”，如24Cr原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1不是3d44s2。(1)绝大多数原子的电子排布式只要遵循构造原理就能符合能量最低原理。(2)Cr、Cu、Ag、Au等少数原子的电子排布式虽不遵循构造原理，但符合能量最低原理。(3)具有相同能量，自旋方向不同的电子，其运动状态不相同，即某多电子原子中不可能存在2个运动状态完全相同的电子。
1．下列各项叙述错误的是( )A．如果硫原子轨道表示式为 ，则违反了泡利原理B．如果25号Mn元素的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d7，则违反了构造原理C．氮原子的轨道表示式为 ，符合洪特规则和泡利原理D．泡利原理、洪特规则、构造原理都是对核外电子排布满足能量最低的要求
2．下列氮原子的电子排布图中，属于激发态，且能量最高的是( )
解析：A为基态原子的电子排布图，能量最低，与基态原子相比有更多电子跃迁到能量更高的轨道，则该激发态原子的能量最高，故选D。
3．下列说法中不正确的是( )A．电子在3px与3pz轨道上的运动状态不相同B．1s22s12p2p2p违背了洪特规则，是激发态原子的电子排布式
4．下列硼原子轨道表示式表示的状态中，能量最高的是( )
解析：原子核外电子排布中，如果电子所占的轨道能级越高，该原子能量越高，根据图知，电子排布能量较高的是2s、2p能级，则能量最高的是2p轨道，有3个电子，C和A相比，C符合洪特规则能量更低，所以能量最高的是A。故选A。
5．已知锰的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的基态锰原子核外电子的轨道表示式，其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是( )
解析：锰是25号元素，其原子核外有25个电子，A违反洪特规则，故A错误；B违反泡利原理，故B错误；C违反洪特规则，故C错误；D符合泡利原理和洪特规则，故D正确。
6．KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题：(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是______________(填离子符号)。