1、第一章 原子结构与性质第一节原子结构第3课时泡利原理、洪特规则、能量最低原理学习导航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。教学过程一、原子核外电子的排布规则1泡利原理在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反，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)8O的轨道表示式如下：根据上面回答下列问题：(1)简并轨道：能量相同的原子轨道。(2)电子对：同一个原子轨道中，自旋方向相反的一对电子。(3)单电子：一个原子轨道中若只有一个电子，则该电子称为
2、单电子。(4)自旋平行：箭头同向的单电子称为自旋平行。(5)在氧原子中，有3对电子对，有2个单电子。(6)在氧原子中，有5种空间运动状态，有8种运动状态不同的电子。3洪特规则(1)内容：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)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，具有较低的能量和较大的稳定性。相对稳定的状态如24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，为半充满状态，易错写为1s22s22p63s23p63d44s2。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能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低。(2)因素
3、：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。二、核外电子的表示方法电子排布式与轨道表示式的比较电子排布式含义用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式意义能直观反映出核外的电子层、能级及各能级上的电子数实例K：1s22s22p63s23p64s1简化电子排布式含义为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体原子结构的部分以相应稀有气体元素符号外加方括号表示意义避免书写电子排布式过于繁琐实例K：Ar4s1轨道表示式含义每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子意义能直观反映出电子的排布情况及电子的自旋状态实例Al：【归纳总结】 熟记第四周期未
4、成对电子数规律未成对电子数及其占据的原子轨道元素符号及价电子排布14sK：4s1,Cu：3d104s13dSc：3d14s24pGa：4s24p1，Br：4s24p523dTi：3d24s2，Ni：3d84s24pGe：4s24p2，Se：4s24p433dV：3d34s2，Co：3d74s24pAs：4s24p343dFe：3d64s253dMn：3d54s2 63d和4sCr：3d54s1课时训练1若将14Si的电子排布式写成1s22s22p63s23p，它违背了A能量守恒原理B泡利原理C能量最低原理D洪特规则2在d轨道中电子排布成，而不能排布成，其最直接的根据是A能量最低原理B泡利原理C
5、原子轨道构造原理D洪特规则3基态原子的核外电子排布的原则不包括A能量守恒原理B能量最低原理C泡利原理D洪特规则4“各能级最多容纳的电子数，是该能级原子轨道数的二倍”，支撑这一结论的理论是()A构造原理 B泡利原理 C洪特规则 D能量最低原理524Cr原子处于基态时，价电子排布可用电子排布图表示成，而不是。下列说法中，正确的是A这两种排布方式都符合能量最低原理B这两种排布方式都符合泡利原理C这两种排布方式都符合洪特规则D这个实例说明洪特规则有时候和能量最低原理是矛盾的6下列各项叙述错误的是A如果硫原子核外电子排布图为，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1s22s22p63s2
6、3p63d7，则违反了构造原理C氮原子的核外电子排布图为，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7下列说法错误的是A电子排布式 (22Ti) 1s22s22p63s23p10 违反了泡利原理B电子排布式 (6C) 1s22s22p违反了洪特规则Cns 电子的能量不一定高于(n-1)p 电子的能量D电子排布式 (21Sc) 1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理8下列说法错误的是Ans电子的能量不一定低于(n+1)p电子的能量B基态的电子排布式1s22s22p违反了洪特规则C基态的电子排布式1s22s22p63s23p63d3违反
7、了能量最低原理D基态的电子排布式1s22s22p63s23p10违反了泡利原理9下列基态原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是_(填序号，下同)，违反能量最低原理的是_，违反洪特规则的是_，违反泡利原理的是_。：10在原子结构理论中，有四个原理，分别是构造原理，泡利原理，洪特规则，能量最低原理。在以下的现象中主要决定的因素是（填序号，各只填一项）（1）各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍_；（2）碳原子的核外电子排布基态时是1s22s22p2而不是1s22s12p3_；（3）最外层电子数不会超过8个，次外层电子数不会超过18个_；（4）铬（24Cr）的电子排布式是1s22s22p
8、63s23p63d54s1而不是1s22s22p63s23p63d44s2_；（5）磷原子的基态原子结构中，有3个未成对的单电子_。答案解析1D【详解】试题分析：Si原子3p能级上有3个轨道，3p能级上有2个电子，2个电子应该排在2个不同的轨道上，且自旋方向相同，若将Si原子的电子排布式写成1s22s22p63s23px2，它违背了洪特规则，正确的电子排布式为：1s22s22p63s23px13py1，故选D。考点：考查原子结构构造原理2D【详解】当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同，称为洪特规则，根据图片知，4个电子占据不同的轨道且自旋方
9、向相同，所以其根据是洪特规则，答案选D。3A【详解】基态原子的核外电子排布的原则为能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则。能量最低原理：原子核外电子先占有能量低的轨道，然后依次进入能量高的轨道；泡利不相容原理：每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子；洪特规则：洪特规则是在等价轨道（相同电子层、电子亚层上的各个轨道）上排布的电子将尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同；所以基态原子的核外电子排布的原则不包括能量守恒原理。故选A。4B【解析】各能级最多容纳的电子数，是该能级原子轨道数的二倍，支撑这一结论的理论是泡利原理，故选B。5B【详解】洪特规则实际上是能量最低原理的一个特例，电子排布满
10、足洪特规则，实际上是为了更好地遵循能量最低原理，通过分析光谱实验的结果，洪特进一步指出，能量相同的原子轨道在全满（s2、p6和d10）、半充满（s1、p3和d5）和全空（s0、p0和d0）状态时，体系能量较低，原子较稳定。题中两种排列方式，没有相同的两个电子处于相同的状态，都符合泡利原理，答案选B。6A【详解】A. 如果硫原子核外电子排布图为，则违反了洪特规则，故A错误；B. 25号Mn元素的基态电子排布式为1s22s2p63s23p63d54s2，如果25号Mn元素的基态电子排布式为1s22s2p63s23p63d7，则违反了构造原理，故B正确；C. 氮原子的核外电子排布图为，符合洪特规则和
11、泡利原理，故C正确；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，故D正确。选A。7C【详解】A根据泡利不相容原理，3p能级最多6个电子，则电子排布式 (22Ti) 1s22s22p63s23p10 违反了泡利原理，A说法正确；B根据洪特规则，p能级的2个电子分别占据2个轨道，则电子排布式 (6C) 1s22s22p违反了洪特规则，B说法正确；C电子的能量与能级有关，ns电子的能量一定高于(n-1)p电子的能量，C说法错误；D根据能量最低原理，电子首先排能量较低的轨道，电子排布式 (21Sc) 1s22s22p63s23p63d14s2，其排布式违反了能量最低原理，D
12、说法正确；答案为C。8A【详解】Ans电子的能量一定低于(n+1)p电子的能量，A说法错误；B对于基态来说，2p能级有3个能量相同的原子轨道，2p能级上的2个电子应以自旋状态相同的方式排布在两个不同的2p轨道上，题给电子排布式违反了洪特规则，B说法正确；C根据构造原理可知，电子先填充4s能级，后填充3d能级，故基态的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，题给电子排布式违反了能量最低原理，C说法正确；D对于基态来说，3p能级共有3个轨道，最多可以填充6个电子，题给电子排布式违反了泡利原理，D说法正确；答案为A。9 【详解】根据核外电子排布规律判断，正确，电子排完轨道后应排能量较
13、低的轨道而不是轨道，正确的电子排布式应为。没有遵循洪特规则，轨道上正确的轨道表示式应为。忽略了能量相同的原子轨道上电子排布为半充满状态时，体系的能量较低，原子较稳定，正确的电子排布式应为。违反泡利原理，正确的轨道表示式应为。10 【详解】（1）各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍，符合泡利原理；（2）碳原子的核外电子排布基态时是1s22s22p2而不是1s22s12p3，符合能量最低原理；（3）最外层电子数不会超过8个，次外层电子数不会超过18个，符合构造原理；（4）铬（24Cr）的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1而不是1s22s22p63s23p63d44s2，符合洪特规则；（5）磷原子的基态原子结构中，有3个未成对的单电子，符合洪特规则。
