高中化学人教版同步配套课件能量最低原理 泡利原理 洪特规则.ppt

返回,第一章,第一节,第二课时,课前预习,巧设计,名师课堂,一点通,创新演练,大冲关,设计,1,设计,2,设计,3,考点一,考点二,课堂,10,分钟练习,课堂,5,分钟归纳,课下,30,分钟演练,1,构造原理,核外电子按照,顺序填充，填满一个能级再填一个新能级。其填充顺序为,1s2s2p3s3p4s,4p5s,5p6s,2,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,、,、,、,。,能级,3d,4d,21,23,25,27,一、能量最低原理、基态与激发态、光谱,1,能量最低原理,原子的电子排布遵循,能使整个原子的能量处于,状态。,2,基态原子与激发态原子,构造原理,最低,3,光谱与光谱分析,(1),光谱形成原因：,不同元素的原子发生,时会吸收或释放不同的光。,(2),光谱分类：,跃迁,(3),光谱分析：,在现代化学中，利用,上的特征谱线来鉴定元素的分析方法。,原子光谱,二、电子云与原子轨道,1,电子云,电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的,分布的形象化描述。,2,原子轨道,(1),概念：电子在原子核外的一个,运动状态称为一个原子轨道。,概率密度,空间,(2),原子轨道的形状：,s,电子云：,，,p,电子云：,。,(3),各能级含原子轨道数：,n,s,能级有,个原子轨道，,n,p,能级有,个原子轨道，,n,d,能级有,个原子轨道，,n,f,能级有,个原子轨道。,球形,哑铃形,1,3,5,7,三、泡利原理和洪特规则,1,泡利原理,在一个原子轨道里最多只能容纳,个电子，而且它们的自旋状态,，这个原理称为泡利原理。,2,洪特规则,当电子排布在,能级的,轨道时，基态原子中的电子总是优先,，而且自旋状态,，这个规则称为洪特规则。,2,相反,同一,不同,单独占据一个轨道,相同,3,电子排布图,在电子排布图中，用一个,表示一个原子轨道，用,表示电子。,方框,箭头,1,下面是一些原子的电子排布，其中不是激发态原子的是,(,),A,1s,2,2s,2,2p,6,B,1s,2,2s,1,3s,1,C,1s,2,2s,2,4d,1,D,1s,2,2s,2,2p,2,3s,1,解析：,A,为基态原子，,B,中,2s,上的电子激发到,3s,上，,C,项中,2p,的电子激发到,4d,上，,D,项中,2p,的电子激发到,3s,上。,答案：,A,2,生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁有关的是,(,),A,钢铁长期使用后生锈,B,节日里燃放的焰火,C,金属导线可以导电,D,卫生丸久置后消失,解析：,钢铁长期使用后生锈是化学变化，有电子的转移。焰火是电子由较高能量的激发态，跃迁到较低能量的基态，多余的能量以光的形式释放出来，金属导线导电是自由电子的定向移动，卫生丸久置后消失是升华。,答案：,B,3,下列说法正确的是,(,),A,电子云图中的小黑点表示电子的多少,B,电子云轮廓图称为原子轨道，它表示电子的运动轨迹,C,不同能层的,s,电子的原子轨道形状相同,D,不同能层的,p,能级都有,3,个原子轨道,解析：,电子云图中的小黑点是电子在原子核外出现概率密度的形象描述，所以,A,不正确；原子轨道表示电子运动经常出现的区域，所以,B,不正确；不同能层的,s,轨道都是球形的，,C,正确；任意能层的,p,能级都有,3,个原子轨道，,D,正确。,答案：,CD,4,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，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,能量最低原理,原子中电子排布时，将尽可能使体系的总能量最低。也就是说，电子首先填充,1s,轨道，然后按构造原理图的顺序依次向高能级填充。这是宇宙间从宏观到微观普遍存在的法则,能量越低越稳定。,2,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。,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，这个规则是由洪特首先提出的，称为洪特规则。,(1),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。,(2),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：,全充满：,p,6,，,d,10,，,f,14,，,半充满：,p,3,，,d,5,，,f,7,，,全空：,p,0,，,d,0,，,f,0,。,如,24,Cr,：,Ar3d,4,4s,2,3d,5,4s,1,(,较稳定,),，,29,Cu,：,Ar3d,9,4s,2,3d,10,4s,1,(,较稳定,),。,解析,解答该题时要依据构造原理和原子核外电子排布规则，逐项认真分析。,A,项，,3p,能级有一个空轨道，说明,3p,上填,2,个电子，因填,1,个电子有,2,个空轨道，填,3,个电子或,3,个电子以上无空轨道，则,3p,上有,2,个电子，,3s,上肯定已填满，价电子排布,3s,2,3p,2,，因此,A,中两微粒相同。,M,层全充满而,N,层为,4s,2,，,M,层上有,d,轨道，即：,3s,2,3p,6,3d,10,，显然是锌元素，,3d,6,4s,2,是铁元素，,B,选项符合题意。,C,中外围电子排布为,4s,2,4p,5,，则,3d,上已排满,10,个电子，核外电子排布为,答案,B1,36,号元素原子核外电子排布的特殊性,(1),最外层只有一个未成对电子的元素：,A,族,(,n,s,1,：,H,、,Li,、,Na,、,K),，,A,族,(,n,s,2,n,p,1,：,B,、,Al,、,Ga,),，,A,族,(,n,s,2,n,p,5,：,F,、,Cl,、,Br),，,特殊的,Cr(3d,5,4s,1,),和,Cu(3d,10,4s,1,),。,(2),最外层有,2,个未成对电子的元素：,A,族,(,n,s,2,n,p,2,：,C,、,Si,、,Ge,),，,A,族,(,n,s,2,n,p,4,：,O,、,S,、,Se),。,(3),最外层有,3,个未成对电子的元素：,A,族,(,n,s,2,n,p,3,：,N,、,P,、,As),。,(4)3d,电子半充满的元素：,Cr,：,3d,5,4s,1,、,Mn,：,3d,5,4s,2,。,结构示,意图,意义,将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子,实例,电子,排布式,意义,用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数,实例,K:1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,4s,1,简化,电子,排布式,意义,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结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示,实例,K,：,Ar4s,1,价电子,排布式,意义,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,实例,Al,：,3s,2,3p,1,电子,排布图,意义,每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子,实例,例,2,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,_,。,(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,_,，其基态原子的电子排布图为,_,。,解析,(1),根据,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，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,3d,5,，则原子的价电子构型为,3d,6,4s,2,，为,26,号,Fe,元素，基态原子的电子排布式为,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,6,4s,2,。,(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,3d,10,4s,1,，所以,E,为,Cu,元素，基态原子的电子排布图为,Ar,。,答案,(1),(2)Cl,(3)Fe,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,6,4s,2,(,或,Ar3d,6,4s,2,),(4)Cu,Ar,(1)Fe,原子的电子排布式易错写为,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,4s,2,3d,6,，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,3d,9,4s,2,，忽略了全充满和半充满均为稳定结构。,点击下图进入课堂,10,分钟练习,(1),原子的电子排布遵循构造原理使整个原子的能量处于最低状态，处于最低能量的原子叫做基态原子。,(2),电子从基态跃迁到激发态形成吸收光谱，而电子由激发态跃回到基态产生发射光谱。,(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。,点击下图进入课下,30,分钟演练,