【公开课】原子结构(泡利原理、洪特规则、能量最低原理)+课件高二化学人教版（2019）选择性必修2.pptx

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1、第一章第一章 原子结构与性质原子结构与性质第一节第一节 原子结构原子结构第第4 4课时课时泡利原理、洪特规则、泡利原理、洪特规则、能量最低原理能量最低原理选修二原 子 结 构 与 性 质核外电子的运动状态核外电子的运动状态原子结构微观辨析微观辨析核外电子的排布规律核外电子的排布规律核外电子排布表示方法核外电子排布表示方法模型建构模型建构宏观表征宏观表征能层能层能级能级原子轨道原子轨道2n2，原子结构示意图原子结构示意图电子排布式电子排布式1.1.原子轨道内的电子运动原子轨道内的电子运动状态是怎样的呢？状态是怎样的呢？2 2.原子轨道内的电子排布原子轨道内的电子排布规律是怎样的呢？规律是怎样的呢

2、？3 3.原子轨道内的电子排布原子轨道内的电子排布如何表征？如何表征？原 子 结 构 与 性 质#0070C0#00B0F0资料卡片-电子自旋钠原子光谱实验钠原子光谱实验斯特恩斯特恩-盖拉赫实验盖拉赫实验提出猜想提出猜想 ：轨道中的单电子可能存在两种不同的运动状态轨道中的单电子可能存在两种不同的运动状态19251925年：年：“电子自旋电子自旋”概念的提出概念的提出只有1个最外层电子的碱金属原子光谱会在光谱里呈现双线只有1个最外层电子的银原子在外加电场里加速飞行通过一个不对称磁场时会分成两束原 子 结 构 与 性 质电子自旋电子除空间运动状态外，还有一种状态叫自旋。电子自旋在空间有顺时针和逆时

3、针两种取向，简称自旋相反。一、泡利原理在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们自旋相反。核外电子在原子轨道中的排布规律I泡利原理核外电子的运动状态核外电子的运动状态能层能层能级能级原子轨道原子轨道电子自旋电子自旋补充说明补充说明电子的运动状态由能层、能级、原子轨道和自旋状态四个方面共同决定；电子能量与能层、能级有关，电子运动的空间范围与原子轨道有关，电子自身的运动状态就是自旋自旋是微观粒子普遍存在的一种如电荷、质量一样的内在属性核外电子的排布规律核外电子的排布规律原 子 结 构 与 性 质一、泡利原理思考核外电子在原子轨道中的排布应该如何表示？Al 1s22s22p63s23p1基态Al原

4、子的电子排布式：原子轨道简并轨道：能量相同的原子轨道能级符号电子对单电子(未成对电子)轨道表示式（又称电子排布图）电子排布式给出了基态原子核外电子在能层和能级中的排布，而轨道表示式还给出了电子在原子轨道中的自旋状态。核外电子排布表示方法核外电子排布表示方法轨道表示式轨道表示式原 子 结 构 与 性 质例1.根据铝原子的轨道表示式，回答以下问题铝原子外层有 个电子对，有 个单电子。电子有 种空间运动状态，有 种运动状态不同的电子。13176例2.下列基态碳原子的轨道表示式哪个是正确的？Si1s2s2p B1s2s2p2p O1s 2s2p P1s 2s原 子 结 构 与 性 质#0070C0#0

5、0B0F0二、洪特规则核外电子在原子轨道中的排布规律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1925年，洪特根据多电子原子的原子光谱正式提出洪特规则：XX原 子 结 构 与 性 质二、洪特规则O 1s22s22p4对比在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们自旋相反。核外电子在原子轨道中的排布规律I泡利原理核外电子在原子轨道中的排布规律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，且自旋平行不同轨道中，电子如何排布呢？原 子 结 构 与 性 质例3.请写出Cr、Cu 的电子排布式 Cr：1s22s22p63s23p63d44s2Cu：1s22s22p63s23p

6、63d94s2Cr：1s22s22p63s23p63d54s1Cu：1s22s22p63s23p63d104s1洪特规则特例：简并轨道全充满、半充满或全空状态是能量较低的稳定状态。相对稳定的状态全充满：p6、d10、f14全空：p0、d0、f0半充满：p3、d5、f7二、洪特规则核外电子的排布规律核外电子的排布规律原 子 结 构 与 性 质三.能量最低原理核外电子在原子轨道中的排布规律能量最低原理在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使原子的整体能量最低。相邻能级能量相差很大时，电子填入能量较低的能级可使原子能量最低。如所有主族元素的基态原子。当相邻能级能量差别不大时，有1-

7、2个电子填入能量稍高的能级可能反而降低电子的排斥能，进而使原子整体能量最低。如所有副族元素的基态原子。整个原子的能量由核电荷数、电子数和电子状态三个因素共同决定补充说明补充说明原 子 结 构 与 性 质#0070C0#00B0F0课堂练习课堂练习D D例4.下列微粒中，最外层未成对电子数最多的是（）A.S B.As C.Mn D.Fe3解析解析各微粒的未成对电子数分别为：S：2个，As：3个，Mn：5个，Fe3：5个，但Mn的最外层电子排布式为4s2。原 子 结 构 与 性 质例5(1)最外层只有1个未成对电子的元素(2)最外层有2个未成对电子的元素(3)最外层有3个未成对电子的元素(4)核外

8、电子排布中，未成对电子数最多的元素A族(ns1：H、Li、Na、K)；A族(ns2np1：B、Al、Ga)；A族(ns2np5：F、Cl、Br)；Cr(3d54s1)、Cu(3d104s1)。A族(ns2np2：C、Si、Ge)；A族(ns2np4：O、S、Se)。A族(ns2np3：N、P、As)。Cr(3d54s1，共有6个未成对电子)。思考与讨论思考与讨论原 子 结 构 与 性 质Al 1s22s22p63s23p1原 子 结 构 与 性 质思考与讨论思考与讨论原 子 结 构 与 性 质#0070C0#00B0F0总结总结原子核外电子的运动状态和排布规律原子核外电子的运动状态和排布规律核

9、外电子的运动状态核外电子的运动状态核外电子的排布规律核外电子的排布规律核外电子排布表示方法核外电子排布表示方法能能量量的的量量子子化化能层能层能级能级原子轨道原子轨道电子自旋电子自旋原子结构示意图原子结构示意图电子排布式电子排布式轨道表示式轨道表示式原 子 结 构 与 性 质宏观、微观运动的不同宏观物体微观粒子质量很大很小速度较慢很快（接近光速）位移可测位移、能量不可同时测定能量可测轨迹可描述画图或函数描述不可确定原 子 结 构 与 性 质 北京时间10月4日下午，2022年诺贝尔物理学奖被授予科学家阿兰阿斯佩(Alain Aspect)，约翰弗朗西斯克劳泽(John F.Clauser)和安东塞林格(Anton Zeilinger)，以表彰他们为纠缠光子实验、证明违反贝尔不等式和开创性的量子信息科学所作出的贡献。