1、第三课时泡利原理和洪特规则学习目标：学会运用能量最低原理、泡利原理、洪特规则解释核外电子的排布特点及特殊性质。知识回顾1构造原理核外电子按照能级顺序填充，填满一个能级再填一个新能级。其填充顺序为1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s2各能级容纳的电子数s、p、d、f各能级最多容纳的电子数分别为 21、23、25、27。3电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间出现的概率。概率密度分布的形象化描述。小黑点越密，表示概率密度越大。由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云。s电子云呈球形，p电子云呈哑铃形。要点梳理1基态原子的核外电子排布规则(1)能量最低
2、原理原子核外电子的排布遵循构造原理，按轨道能量最低，依次排列，使整个原子的能量处于最低状态。(2)泡利原理在一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋状态相反，用“”表示。(3)洪特规则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，而且自旋状态相同。知识点一基态原子的核外电子排布1泡利原理(1)电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋，电子自旋可以比喻成地球的自转，电子自旋有顺时针和逆时针两种方向，常用上下箭头(和)表示自旋方向相反的电子。(2)在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，而且它们的自旋方向相反，这个原理是由泡利首先提出的，称为泡利原理。2洪特规则
3、在能量相同的轨道(也称等价轨道，例如3个p轨道，5个d轨道，7个f轨道)上分布的电子，将尽可能分占不同的轨道，而且自旋方向相同。例如，碳原子中的2个p电子的排布应该是：，而不是。氮原子的3个p电子也是分布在3个p轨道上，并且有相同的自旋方向。问题探究泡利原理想说明什问题？答案一个轨道上最多容纳2个电子且自旋方向相反。补充规则：等价轨道全充满、半充满或全空的状态一般比较稳定，也就是说，具有下列电子层结构的原子是比较稳定的：(1)全充满：p6；d10；f14，(2)半充满：p3；d5；f7，(3)全空：p0；d0；f0。如24Cr：Ar3d44s23d54s1(较稳定)，29Cu：Ar3d94s2
4、3d104s1(较稳定)。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下列电子排布图所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是()解析A项，2s轨道未排满，而排在了2p轨道上，能量不是最低状态；B项，不符合洪特规则；C项，原子处于激发态，能量不是最低状态。答案D 2.如果在3p能级上有3个电子，则它们应排布为(电子排布图)_，而不能排布为，因为这违背了_，也不能排布成，因为这违背了_。如果3p能级上有4个电子
5、，有人认为可以排布为，你认为是否正确，说明理由_。解析若3p能级上有3个电子，则它们应排布为，不能排布为 ，因为这违背了泡利原理(一个轨道最多只能容纳2个电子)和洪特规则(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)，若3p能级上有4个电子，则排布成。答案 泡利原理和洪特规则洪特规则不正确，因为3p能级上只有3个轨道(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)具有不同能量，自旋方向不同的电子，其运动状态不同，即某多电子原子中不可能
6、存在2个运动状态完全相同的电子。知识点二原子核外电子排布的表示方法1结构示意图将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子，如：Al、S2。2电子排布式用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，如：K：1s22s22p63s23p64s13简化电子排布式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结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示，如：K：Ar4s14价电子排布式主族元素的价层电子指最外层电子，价层电子排布式即外围电子排布式，如：Al：3s23p1。5电子排布图每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。如：。6电子式在化学反应中，一般是原子的最外层电子数目发生
7、变化。为了简便起见，化学中常在元素符号周围用小黑点“”或小叉“”来表示元素原子的最外层电子，相应的式子叫做电子式。如钠原子的电子式为Na(或Na)。问题探究1基态原子的电子排布式有什么特点？举例说明。答案基态原子的电子排布式就是按三大规则写出来的最稳定的电子排布，如24Cr原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1。 2说说电子排布式书写需要注意什么问题？答案核外电子将尽可能地按能量最低原理排布；遵守泡利不相容原理；洪特规则。K：Ar4s1，该式方括号里的符号的意义：该元素前一个周期的惰性气体原子的电子排布结构，称为“原子实”。电子排布式和电子排布图通常反映的是基态原子即处于
8、最低能量状态的原子的电子排布情况。它们相互关联，可以非常方便地相互转换(推导)。电子排布图中各符号和数字的意义A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，该原子的电子排布图为_。(2)B元素的负一价离子与C元素的正一价离子的电子排布式都与氩原子相同，B元素的符号为_，C的离子结构示意图为_。(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为_，其基态原子的电子排布式为_。(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为_，其基态原子价层电子排布式为_。解析(1)根据A元素基态原子的最外层有
9、3个未成对电子，次外层有2个电子，可知该元素的基态原子有2个电子层，共有7个电子，是N元素，其电子排布式。(2)B元素的负一价离子与C元素的正一价离子的电子排布式与氩原子相同，即都有18个电子，则B元素为Cl元素，C元素为K元素，K的结构示意图为。 (3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，即三价阳离子的构型为3d5，则原子的价电子构型为3d64s2，为26号Fe元素，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。(4)由E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有1个未成对电子，可知其价电子构型为3d104s1，所以E为Cu元素，基态原子的电子排布图为1s22s2
10、2p63s23p63d104s1，故其价层电子排布式为3d104s1。答案 (2)Cl(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2(或Ar3d64s2)(4)Cu3d104s1 (1)Fe原子的电子排布式易错写为1s22s22p63s23p64s23d6，按照能级顺序来写，忽略了同一能层的不同能级要写在一起。(2)Cu原子的价电子排布，易错写成3d94s2，忽略了全充满和半充满均为稳定结构。(3)当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同。(4)每个原子轨道只能容纳2个电子，而且这两个电子的自旋状态必须相反。知识脉络核心要点元素符号电子式电子排布式结构
11、示意图简化的电子排布式外围电子排布式CaCa1s22s22p63s23p64s2Ar 4s24s21“各能级最多容纳的电子数，是该能级原子轨道数的两倍”，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能量最低原理解析根据泡利原理，每个原子轨道中最多能容纳2个自旋方向相反的电子，所以每个能级最多能容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍，选项B符合题意。答案B2下列3d能级的电子排布图正确的是()解析A、D中同一原子轨道内电子的自旋方向相同，违反了泡利不相容原理，C中有空轨道，违反了洪特规则。答案B3(双选)X、Y两元素可形成X2Y3型化合物，则X、Y原子最外层的电子排布可能是()AX
12、：3s23p1Y：3s23p5 BX：2s22p3Y：2s23p4CX：3s23p1Y：3s23p4 DX：3s2Y：2s23p3解析A项元素为Al与Cl，可形成AlCl3；B项元素为N与O，可形成N2O3；C项元素为Al与S，可形成Al2S3；D项元素为Mg与N，可形成Mg3N2。答案BC4以下是表示铁原子和铁离子的3种不同化学用语。结构示意图电子排布式电子排布图(轨道表示式)铁原子1s22s22p63s23p63d64s2铁离子1s22s22p63s23p63d5(1)铁原子最外层电子数为_，铁在发生化学反应时，参加反应的电子可能是_。(2)请你通过比较、归纳，分别说出3种不同化学用语所能反映的粒子结构信息。答案(1)24s上的2个电子或4s上的2个电子和3d上的1个电子(2)结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各能层上的电子数。电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。轨道表示式：能反映各轨道的能量的高低及各轨道上的电子分布情况，自旋方向。