第一章第一节第二课时能量最低原理　泡利原理　洪特规则.ppt

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1、第第一一章章 第第一一节节第第二二课课时时课前预习课前预习巧设计巧设计名师课堂名师课堂一点通一点通 创新演练创新演练大冲关大冲关设计设计1设计设计2设计设计3考点一考点一考点二考点二课课堂堂10分分钟练习钟练习课课堂堂5分分钟归纳钟归纳课课下下30分分钟钟演演练练返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回 1构造原理构造原理 核外核外电电子按照子按照 顺顺序填充，填序填充，填满满一个能一个能级级再填一个新再填一个新能能级级。其填充。其填充顺顺序序为为1s2s2p3s3p4s 4p5s 5p6s 2各能各能级级容容纳纳的的电电子数子数 s、p、d、f各能各能级级最多容最多容纳纳的的电电子数分子数分

2、别为别为 、。能能级级3d4d21232527返回返回 一、能量最低原理、基一、能量最低原理、基态态与激与激发态发态、光、光谱谱 1能量最低原理能量最低原理 原子的原子的电电子排布遵循子排布遵循 能使整个原子的能量能使整个原子的能量处处于于 状状态态。2基基态态原子与激原子与激发态发态原子原子构造原理构造原理最低最低返回返回3光光谱谱与光与光谱谱分析分析(1)光光谱谱形成原因：形成原因：不同元素的原子不同元素的原子发发生生 时时会吸收或会吸收或释释放不同的光。放不同的光。(2)光光谱谱分分类类：跃跃迁迁 (3)光光谱谱分析：分析：在在现现代化学中，利用代化学中，利用 上的特征上的特征谱线谱线来

3、来鉴鉴定元素定元素的分析方法。的分析方法。原子光原子光谱谱返回返回 二、二、电电子云与原子子云与原子轨轨道道 1电电子云子云 电电子云是子云是处处于一定空于一定空间间运运动动状状态态的的电电子在原子核外空子在原子核外空间间的的 分布的形象化描述。分布的形象化描述。2原子原子轨轨道道 (1)概念：概念：电电子在原子核外的一个子在原子核外的一个 运运动动状状态态称称为为一一个原子个原子轨轨道。道。概率密度概率密度空空间间返回返回 (2)原子原子轨轨道的形状：道的形状：s电电子云：子云：，p电电子云：子云：。(3)各能各能级级含原子含原子轨轨道数：道数：ns能能级级有有 个原子个原子轨轨道，道，np

4、能能级级有有 个原子个原子轨轨道，道，nd能能级级有有 个原子个原子轨轨道，道，nf能能级级有有 个原子个原子轨轨道。道。球形球形哑铃哑铃形形1357返回返回 三、泡利原理和洪特三、泡利原理和洪特规则规则 1泡利原理泡利原理 在一个原子在一个原子轨轨道里最多只能容道里最多只能容纳纳 个个电电子，而且它子，而且它们们的自旋状的自旋状态态 ，这这个原理称个原理称为为泡利原理。泡利原理。2洪特洪特规则规则 当当电电子排布在子排布在 能能级级的的 轨轨道道时时，基，基态态原子中的原子中的电电子子总总是是优优先先 ，而且自旋状，而且自旋状态态 ，这这个个规则规则称称为为洪特洪特规则规则。2相反相反同一同

5、一不同不同单单独占据一个独占据一个轨轨道道相同相同返回返回 3电电子排布子排布图图 在在电电子排布子排布图图中，用一个中，用一个 表示一个原子表示一个原子轨轨道，用道，用 表示表示电电子。子。方框方框箭箭头头返回返回1下面是一些原子的下面是一些原子的电电子排布，其中不是激子排布，其中不是激发态发态原子原子的是的是 ()A1s22s22p6 B1s22s13s1C1s22s24d1 D1s22s22p23s1解析：解析：A为为基基态态原子，原子，B中中2s上的上的电电子激子激发发到到3s上，上，C项项中中2p的的电电子激子激发发到到4d上，上，D项项中中2p的的电电子激子激发发到到3s上。上。答

6、案：答案：A返回返回2生活中的下列生活中的下列现现象与原子核外象与原子核外电电子子发发生生跃跃迁有关的是迁有关的是 ()A钢铁长钢铁长期使用后生期使用后生锈锈 B节节日里燃放的焰火日里燃放的焰火C金属金属导线导线可以可以导电导电 D卫卫生丸久置后消失生丸久置后消失解析：解析：钢铁长钢铁长期使用后生期使用后生锈锈是化学是化学变变化，有化，有电电子的子的转转移。移。焰火是焰火是电电子由子由较较高能量的激高能量的激发态发态，跃跃迁到迁到较较低能量的基低能量的基态态，多余的能量以光的形式，多余的能量以光的形式释释放出来，金属放出来，金属导线导电导线导电是是自由自由电电子的定向移子的定向移动动，卫卫生丸

7、久置后消失是升生丸久置后消失是升华华。答案：答案：B返回返回3下列下列说说法正确的是法正确的是 ()A电电子云子云图图中的小黑点表示中的小黑点表示电电子的多少子的多少B电电子云子云轮轮廓廓图图称称为为原子原子轨轨道，它表示道，它表示电电子的运子的运动轨动轨迹迹C不同能不同能层层的的s电电子的原子子的原子轨轨道形状相同道形状相同D不同能不同能层层的的p能能级级都有都有3个原子个原子轨轨道道解析：解析：电电子云子云图图中的小黑点是中的小黑点是电电子在原子核外出子在原子核外出现现概率密度概率密度的形象描述，所以的形象描述，所以A不正确；原子不正确；原子轨轨道表示道表示电电子运子运动经动经常出常出现现

8、的区域，所以的区域，所以B不正确；不同能不正确；不同能层层的的s轨轨道都是球形的，道都是球形的，C正确；任意能正确；任意能层层的的p能能级级都有都有3个原子个原子轨轨道，道，D正确。正确。答案：答案：CD返回返回4如果在如果在3p能能级级上有上有3个个电电子，子，则则它它们应们应排布排布为为(电电子排布子排布图图)_，而不能排布，而不能排布为为 ，因，因为为这违这违背了背了_，也不能排布成，也不能排布成 ，因因为这违为这违背了背了_。如果。如果3p能能级级上有上有4个个电电子，有人子，有人认认为为可以排布可以排布为为 ，你，你认为认为是否正确，是否正确，说说明明理由理由_。返回返回解析：解析：

9、若若3p能能级级上有上有3个个电电子，子，则则它它们应们应排布排布为为 ，不能排布不能排布为为 ，因，因为这违为这违背了泡利原理背了泡利原理(一个一个轨轨道最多只能容道最多只能容纳纳2个个电电子子)和洪特和洪特规则规则(当当电电子排布在同子排布在同一能一能级级的不同的不同轨轨道道时时，基，基态态原子中的原子中的电电子子总总是是优优先先单单独占据独占据一个一个轨轨道，且自旋状道，且自旋状态态相同相同)，若，若3p能能级级上有上有4个个电电子，子，则则排布排布成成 。答案：答案：泡利原理和洪特泡利原理和洪特规则规则 洪特洪特规则规则不正确，不正确，因因为为3P能能级级上只有上只有3个个轨轨道道。返

10、回返回返回返回 1能量最低原理能量最低原理 原子中原子中电电子排布子排布时时，将尽可能使体系的，将尽可能使体系的总总能量最低。能量最低。也就是也就是说说，电电子首先填充子首先填充1s轨轨道，然后按构造原理道，然后按构造原理图图的的顺顺序序依次向高能依次向高能级级填充。填充。这这是宇宙是宇宙间间从宏从宏观观到微到微观观普遍存在的普遍存在的法法则则能量越低越能量越低越稳稳定。定。返回返回 2泡利原理泡利原理 (1)电电子除空子除空间间运运动动状状态态外，外，还还有一种状有一种状态态叫做自旋，叫做自旋，电电子自旋可以比子自旋可以比喻喻成地球的自成地球的自转转，电电子自旋有子自旋有顺时针顺时针和逆和逆

11、时针时针两种方向，常用上下箭两种方向，常用上下箭头头(和和)表示自旋方向相反的表示自旋方向相反的电电子。子。(2)在一个原子在一个原子轨轨道里，最多只能容道里，最多只能容纳纳2个个电电子，而且子，而且它它们们的自旋方向相反，的自旋方向相反，这这个原理是由泡利首先提出的，称个原理是由泡利首先提出的，称为为泡利原理。泡利原理。返回返回 3洪特洪特规则规则 当当电电子排布在同一能子排布在同一能级级的不同的不同轨轨道道时时，基，基态态原子中的原子中的电电子子总总是是优优先先单单独占据一个独占据一个轨轨道，而且自旋状道，而且自旋状态态相同，相同，这这个个规规则则是由洪特首先提出的，称是由洪特首先提出的，

12、称为为洪特洪特规则规则。(1)在能量相同的在能量相同的轨轨道道(也称等价也称等价轨轨道，例如道，例如3个个p轨轨道，道，5个个d轨轨道，道，7个个f轨轨道道)上分布的上分布的电电子，将尽可能分占不同的子，将尽可能分占不同的轨轨道，而且自旋方向相同。道，而且自旋方向相同。例如，碳原子中的例如，碳原子中的2个个p电电子的排布子的排布应该应该是：是：而不是。而不是。氮原子的氮原子的3个个p电电子也是分布在子也是分布在3个个p轨轨道上，并且有相道上，并且有相同的自旋方向。同的自旋方向。返回返回 (2)等价等价轨轨道全充道全充满满、半充、半充满满或全空的状或全空的状态态一般比一般比较稳较稳定，也就是定，

13、也就是说说，具有下列，具有下列电电子子层结层结构的原子是比构的原子是比较稳较稳定的：定的：全充全充满满：p6，d10，f14，半充半充满满：p3，d5，f7，全空：全空：p0，d0，f0。如如24Cr：Ar3d44s23d54s1(较稳较稳定定)，29Cu：Ar3d94s23d104s1(较稳较稳定定)。返回返回返回返回 解析解析解答解答该题时该题时要依据构造原理和原子核外要依据构造原理和原子核外电电子排子排布布规则规则，逐，逐项认项认真分析。真分析。A项项，3p能能级级有一个空有一个空轨轨道，道，说说明明3p上填上填2个个电电子，因填子，因填1个个电电子有子有2个空个空轨轨道，填道，填3个个

14、电电子或子或3个个电电子以上无空子以上无空轨轨道，道，则则3p上有上有2个个电电子，子，3s上肯定已填上肯定已填满满，价价电电子排布子排布3s23p2，因此，因此A中两微粒相同。中两微粒相同。M层层全充全充满满而而N层为层为4s2，M层层上有上有d轨轨道，即：道，即：3s23p63d10，显显然是然是锌锌元素，元素，3d64s2是是铁铁元素，元素，B选项选项符合符合题题意。意。C中外中外围电围电子排布子排布为为4s24p5，则则3d上已排上已排满满10个个电电子，核外子，核外电电子排布子排布为为返回返回答案答案B返回返回 136号元素原子核外号元素原子核外电电子排布的特殊性子排布的特殊性(1)

15、最外最外层层只有一个未成只有一个未成对电对电子的元素：子的元素：A族族(ns1：H、Li、Na、K)，A族族(ns2np1：B、Al、Ga)，A族族(ns2np5：F、Cl、Br)，特殊的特殊的Cr(3d54s1)和和Cu(3d104s1)。返回返回(2)最外最外层层有有2个未成个未成对电对电子的元素：子的元素：A族族(ns2np2：C、Si、Ge)，A族族(ns2np4：O、S、Se)。(3)最外最外层层有有3个未成个未成对电对电子的元素：子的元素：A族族(ns2np3：N、P、As)。(4)3d电电子半充子半充满满的元素：的元素：Cr：3d54s1、Mn：3d54s2。返回返回结结构示构示

16、意意图图意意义义将每个能将每个能层层上的上的电电子子总总数表示数表示在原子核外的式子在原子核外的式子实实例例电电子子排布式排布式意意义义用数字在能用数字在能级级符号右上角符号右上角标标明明该该能能级级上排布的上排布的电电子数子数实实例例K:1s22s22p63s23p64s1返回返回简简化化电电子子排布式排布式意意义义为为了避免了避免电电子排布式子排布式书书写写过过于繁于繁琐琐，把内，把内层电层电子达到稀有气体子达到稀有气体结结构的部分以相构的部分以相应应稀稀有气体的元素符号外加方括号表示有气体的元素符号外加方括号表示实实例例K：Ar4s1价价电电子子排布式排布式意意义义主族元素的价主族元素的

17、价层电层电子指最外子指最外层电层电子，价子，价层层电电子排布式即外子排布式即外围电围电子排布式子排布式实实例例Al：3s23p1电电子子排布排布图图意意义义每个方框代表一个原子每个方框代表一个原子轨轨道，每个箭道，每个箭头头代代表一个表一个电电子子实实例例返回返回 例例2A、B、C、D、E代表代表5种元素。种元素。请请填空：填空：(1)A元素基元素基态态原子的最外原子的最外层层有有3个未成个未成对电对电子，次外子，次外层层有有2个个电电子，子，该该原子的原子的电电子排布子排布图图_。(2)B元素的元素的负负一价离子与一价离子与C元素的正一价离子的元素的正一价离子的电电子排子排布式都与布式都与氩

18、氩原子相同，原子相同，B元素的符号元素的符号为为_，C的离子的离子结结构示意构示意图为图为_。返回返回 (3)D元素的正三价离子的元素的正三价离子的3d能能级为级为半充半充满满，D的元素的元素符号符号为为_，其基，其基态态原子的原子的电电子排布式子排布式为为_。(4)E元素基元素基态态原子的原子的M层层全充全充满满，N层层没有成没有成对电对电子，子，只有一个未成只有一个未成对电对电子，子，E的元素符号的元素符号为为_，其基，其基态态原子的原子的电电子排布子排布图为图为_。返回返回 解析解析(1)根据根据A元素基元素基态态原子的最外原子的最外层层有有3个未成个未成对电对电子，次外子，次外层层有有

19、2个个电电子，可知子，可知该该元素的基元素的基态态原子有原子有2个个电电子子层层，共有共有7个个电电子，是子，是N元素，其元素，其电电子排布子排布图为图为 。(2)B元素的元素的负负一价离子与一价离子与C元素元素的正一价离子的的正一价离子的电电子排布式与子排布式与氩氩原子相同，即都有原子相同，即都有18个个电电子，子，则则B元素元素为为Cl元素，元素，C元素元素为为K元素，元素，K的的结结构示意构示意图为图为。(3)D元素的正三价离子的元素的正三价离子的3d能能级为级为半充半充满满，返回返回即三价阳离子的构型即三价阳离子的构型为为3d5，则则原子的价原子的价电电子构型子构型为为3d64s2，为

20、为26号号Fe元素，基元素，基态态原子的原子的电电子排布式子排布式为为1s22s22p63s23p63d64s2。(4)由由E元素基元素基态态原子的原子的M层层全充全充满满，N层层没有成没有成对电对电子，只有子，只有1个未成个未成对电对电子，可知其价子，可知其价电电子子构型构型为为3d104s1，所以，所以E为为Cu元素，基元素，基态态原子的原子的电电子排布子排布图图为为Ar 。返回返回 答案答案(1)(2)Cl (3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2(或或Ar3d64s2)(4)Cu Ar返回返回 (1)Fe原子的原子的电电子排布式易子排布式易错错写写为为1s22s22p63

21、s23p64s23d6，按照能，按照能级顺级顺序来写，忽略了同一能序来写，忽略了同一能层层的不同能的不同能级级要写在要写在一起。一起。(2)Cu原子的价原子的价电电子排布，易子排布，易错错写成写成3d94s2，忽略了全，忽略了全充充满满和半充和半充满满均均为稳为稳定定结结构。构。返回返回返回返回点点击击下下图进图进入入课课堂堂10分分钟练习钟练习返回返回 (1)原子的原子的电电子排布遵循构造原理使整个原子的能量子排布遵循构造原理使整个原子的能量处处于最低状于最低状态态，处处于最低能量的原子叫做基于最低能量的原子叫做基态态原子。原子。(2)电电子从基子从基态跃态跃迁到激迁到激发态发态形成吸收光形成吸收光谱谱，而，而电电子由子由激激发态跃发态跃回到基回到基态产态产生生发发射光射光谱谱。(3)当当电电子排布在同一能子排布在同一能级级的不同的不同轨轨道道时时，总总是是优优先先单单独占据一个独占据一个轨轨道，而且自旋状道，而且自旋状态态相同。相同。(4)每个原子每个原子轨轨道只能容道只能容纳纳2个个电电子，而且子，而且这这两个两个电电子子的自旋状的自旋状态态必必须须相反。相反。返回返回点点击击下下图进图进入入课课下下30分分钟钟演演练练