1、第第3课时课时 泡利原理泡利原理、洪特规则、能量最低原理、洪特规则、能量最低原理 学习目标学习目标 1. 知道原子核外电子排布的“两知道原子核外电子排布的“两原理原理一规则”。一规则”。 2. 会正确书写原子的电子排布图。会正确书写原子的电子排布图。 新课引入 泡利的主要成就是在量子力学、量子场论和泡利的主要成就是在量子力学、量子场论和 基本粒子理论方面，特别是基本粒子理论方面，特别是泡利不相容原理泡利不相容原理 的建立和的建立和衰变中的中微子假说等，对理论衰变中的中微子假说等，对理论 物理学的发展做出了重要贡献。物理学的发展做出了重要贡献。 奥地利科学家，对于量子力学的形成奥地利科学家，对于
2、量子力学的形成 以及原子结构理论的发展有重大的贡以及原子结构理论的发展有重大的贡 献，获得献，获得1945年诺贝尔物理奖。年诺贝尔物理奖。 洪特规则 自主学习自主学习 1泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳 _个电子，且它们的自旋状态个电子，且它们的自旋状态_。 2 相反相反 相同相同 同一同一 不同不同 单独单独 2洪特规则：当电子排布在洪特规则：当电子排布在_能级的能级的_ 轨道时，基态原子中的电子总是优先轨道时，基态原子中的电子总是优先_占据一占据一 个轨道，而且自旋状态个轨道，而且自旋状态_。 方框方框 3. 电子排布图电子排布图 在电子在电
3、子排布图中，用一个排布图中，用一个_表示一个原子表示一个原子 轨道，用箭头表示电子轨道，用箭头表示电子。 最低最低 构造原理构造原理 4能量最低原理能量最低原理 原子的电子排布遵循原子的电子排布遵循_能使整个原子的能使整个原子的 能量处于能量处于_状态，简称能量最低原理。状态，简称能量最低原理。 思考：思考： 指出下列核外电子排布图的书写分别违背了什么原则？指出下列核外电子排布图的书写分别违背了什么原则？ 2p轨道上有轨道上有3个电子的原子：个电子的原子： 2p轨道上有轨道上有2个电子的原子：个电子的原子： 基态基态P原子：原子：1s22s22p63s23px3pz1 4s轨道上有轨道上有2个
4、电子的原子：个电子的原子： 3d轨道上有轨道上有8个电子的原子：个电子的原子： 提示：提示：违背了洪特规则，当电子排布在违背了洪特规则，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，且自旋方向相同。单独占据一个轨道，且自旋方向相同。违背了违背了 泡利原理，一个原子轨道最多只容纳泡利原理，一个原子轨道最多只容纳2个电子，而个电子，而 且这且这2个电子的自旋方向相反。个电子的自旋方向相反。 核心突破 1. 泡利原理泡利原理：每个原子轨道最多容纳两个电子：每个原子轨道最多容纳两个电子 且自旋方向相反。且自旋方向相反。 2. 洪洪
5、特规则：当电子排布在同一能级特规则：当电子排布在同一能级(能量相同能量相同) 的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道， 而且自旋方向相同。而且自旋方向相同。 3.能量最低原理能量最低原理 原子核外电子先占有能量低的轨道，然后再原子核外电子先占有能量低的轨道，然后再 依次进入能量较高的轨道，这样使整个原子依次进入能量较高的轨道，这样使整个原子 处于最低的能量状态，原子轨道能量的高低处于最低的能量状态，原子轨道能量的高低 依据构造原理来判断。依据构造原理来判断。 洪特规则特例：洪特规则特例： 当同一能级上的电子排布为当同一能级上的电子排布为全充满全充满(p6
6、、d10、f14)、 半充满半充满(p3、d5、f7)和和全空状态全空状态(p0、d0、f0)时，具时，具 有较低的能量和较大的稳定性。例如，铬有较低的能量和较大的稳定性。例如，铬(24Cr) 的价电子排布是的价电子排布是3d54s1(3d、4s能级均为半充满能级均为半充满)， 而不是而不是3d44s2；铜；铜(29Cu)的价电子排布是的价电子排布是 3d104s1(3d全充满、全充满、4s半充满半充满)，而不是，而不是3d94s2。 4.用电子排布图表示原子核外电子用电子排布图表示原子核外电子排布排布 以以铝原子为例，电子排布图中各符号、数字铝原子为例，电子排布图中各符号、数字 的意义的意义
7、为为 或或 注意：注意：书写书写基态基态原子原子的电子排布图时，要兼顾三的电子排布图时，要兼顾三 条原则，不能顾此失彼，防止出现以下错误条原则，不能顾此失彼，防止出现以下错误： 违反泡利原理违反泡利原理： 违反洪特违反洪特规则规则 学习小结学习小结 原子核外电子排布：原子核外电子排布： 排布规律：排布规律： 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 表示方法：表示方法： 电子排布图电子排布图 当堂检测当堂检测 1某原子核外电子排布为某原子核外电子排布为ns2np7，它违背了，它违背了 ( ) A泡利原理泡利原理 B能量最低原理能量最低原理 C洪特规则洪特规则 D洪特规则特例洪特规则特例 A 2下列有关碳下列有关碳原子原子的电子排布图中，的电子排布图中， 能量最低的能量最低的是（是（ ） D 3在能量相同的在能量相同的d轨道中电子排布成轨道中电子排布成 而不排布成而不排布成 ，最直接的根据是，最直接的根据是( ) A能量最低原理能量最低原理 B泡利原理泡利原理 C构造原理构造原理 D洪特规则洪特规则 D
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