泡利原理洪特规则三.ppt

泡利原理洪特规则三原原 子子 结结 构构一、能层与能级一、能层与能级二、构二、构 造造 原原 理理三、原子基态、激发态、光谱三、原子基态、激发态、光谱四、电子云、原子轨道、泡利原理四、电子云、原子轨道、泡利原理及洪特规则及洪特规则上节课我们学习了什么？上节课我们学习了什么？核外电子的核外电子的排布排布核外电子分层排布核外电子分层排布n n电子按能量高低在核外分层排布电子按能量高低在核外分层排布(KLMN)(KLMN)。1 12 23 34 45 56 67 7K KL LMMN NOOP PQQ由内到外，能量逐渐升高由内到外，能量逐渐升高构造原理构造原理1 K 一一能层能层能级数能级数2 L 二二7 7 Q 七七6 P 六六5 O 五五4 N 四四3 M 三三生活中的光现象生活中的光现象四、能量最低原理、基态、激发态、光谱四、能量最低原理、基态、激发态、光谱阅读教材阅读教材7-87-8页页原子的电子排布原子的电子排布遵循构造原理遵循构造原理能使整个原子能使整个原子的能量处于最低状态的能量处于最低状态吸收能量吸收能量能量释放能量释放应用：应用：1、能量最低、能量最低原理原理:基态原子基态原子激发态原子激发态原子原子光谱原子光谱光谱分析光谱分析-发现新元素发现新元素-鉴定元素鉴定元素（低能）（低能）（高能）（高能）光（辐射）光（辐射）电子释放能量的重要形式之一电子释放能量的重要形式之一2、原子光、原子光 谱：谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱摄取各种元素的放不同的光，可以用光谱摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱的总称。电子的吸收光谱或发射光谱的总称。锂、氦、汞的发射与吸收光谱以下电子排布式能表示基态原子的是（以下电子排布式能表示基态原子的是（）A1s22s22p63s13p3B1s22s23s1C1s22s22p63s23p63d24s1D1s22s22p63s23p63d104s24p1D激激发发态态n n碳原子的基态价电子排布为：碳原子的基态价电子排布为：2s22p2 其中一激发态电子排布为其中一激发态电子排布为2s12p3应应用用反反馈馈1、同一原子的基态和激发态相比较、同一原子的基态和激发态相比较（）A、基态时的能量比激发态时高、基态时的能量比激发态时高B、基态时比较稳定、基态时比较稳定C、基态时的能量比激发态时低、基态时的能量比激发态时低D、激发态时比较稳定、激发态时比较稳定B、C2、生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁、生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁有关的是有关的是（）A、钢铁长期使用后生锈、钢铁长期使用后生锈B、节日里燃放的焰火、节日里燃放的焰火C、金属导线可以导电、金属导线可以导电D、卫生丸久置后消失、卫生丸久置后消失B应应用用反反馈馈3、比较多电子原子中电子能量大小的依据是、比较多电子原子中电子能量大小的依据是（）A元素原子的核电荷数元素原子的核电荷数 B原子核外电子的多少原子核外电子的多少C电子离原子核的远近电子离原子核的远近D原子核外电子的大小原子核外电子的大小C4、当氢原子中的电子从、当氢原子中的电子从2p能级，向其他低能量能级能级，向其他低能量能级跃迁时跃迁时()A.产生的光谱为吸收光谱产生的光谱为吸收光谱B.产生的光谱为发射光谱产生的光谱为发射光谱C.产生的光谱线的条数可能是产生的光谱线的条数可能是2条条D.电子的势能将升高电子的势能将升高.B、C原子核外电子是如何运动的呢？原子核外电子是如何运动的呢？玻尔的行星模型玻尔的行星模型教材第教材第10页页宏观物体、电子运动的比较宏观物体、电子运动的比较宏观物宏观物宏观物宏观物体体体体微观粒子微观粒子微观粒子微观粒子（电子）（电子）（电子）（电子）质质质质量量量量速速速速度度度度位位位位移移移移能能能能量量量量轨轨轨轨迹迹迹迹很大很大很小很小较小较小很大很大（接近光速）（接近光速）可测可测可测可测位移、能量位移、能量不可同时测不可同时测定定可描述可描述（画图或（画图或函数描述）函数描述）宏宏观观物物体体微微观观粒粒子子氢氢原原子子电电子子运运动动不能确定一定状态的核外电子不能确定一定状态的核外电子在某一时刻处于核外空间某处，在某一时刻处于核外空间某处，只能确定它在核外各处出现的只能确定它在核外各处出现的概率。概率。我知道了我知道了发发 现现 问问 题题原子核外电子是如何运动的呢原子核外电子是如何运动的呢1、现代量子力学的描述：不可能像描、现代量子力学的描述：不可能像描述宏观物体那样，确定一定状态的核外述宏观物体那样，确定一定状态的核外电子在某个时刻处于原子核外空间何处，电子在某个时刻处于原子核外空间何处，而只能确定它在原子核外各处出现的概而只能确定它在原子核外各处出现的概率。率。2、电子云：、电子云：电子在原子核外出现的概率密度分布，电子在原子核外出现的概率密度分布，电子云是核外电子运动状态的形象化描电子云是核外电子运动状态的形象化描述。述。五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道问问 题题 探探 究究3、电子云图：、电子云图：思考思考:电子云图中小黑点及其电子云图中小黑点及其小黑点疏密的含义？小黑点疏密的含义？小黑点表示电子在此小黑点表示电子在此处出现过一次，小黑处出现过一次，小黑点的疏密程度表示电点的疏密程度表示电子在原子核外出现的子在原子核外出现的概率的大小概率的大小1 1以以下下对对核核外外电电子子运运动动状状况况的的描描述述正正确确的的是是（）A A、电电子子的的运运动动与与行行星星相相似似，围围绕绕原原子子核核在在固定的轨道上高速旋转固定的轨道上高速旋转B B、电子云就是高速运动的电子所分散的云。、电子云就是高速运动的电子所分散的云。C C、电电子子云云图图中中的的小小黑黑点点的的多多少少表表示示电电子子个个数数的多少的多少D D、电电子子云云图图中中的的小小黑黑点点的的疏疏密密表表示示电电子子在在核核外空间出现机会的多少外空间出现机会的多少你理解了吗？你理解了吗？D问问 题题 探探 究究4、原子轨道（常把电子、原子轨道（常把电子出现的概率出现的概率约为约为90%的的空间圈出来。人们把这种空间圈出来。人们把这种电子云轮廓图电子云轮廓图称为原子轨称为原子轨道。）道。）（1 1）S S能级能级1s 1s、2s 2s、3s 3s、4s4s电子的能量依次增电子的能量依次增高、电子在离核更远的区域出现的高、电子在离核更远的区域出现的概率逐概率逐渐增大渐增大，所以原子轨道的，所以原子轨道的半径增大半径增大只有只有1个轨道个轨道 nsns能级能级的原子轨道的原子轨道111能层序数能层序数n n越大，轨道半径越大。越大，轨道半径越大。1s2s3s球形球形上图中上图中,表示表示1S1S、2S2S、3S3S电子云的分别是哪幅电子云的分别是哪幅？nSnS有一个轨道有一个轨道PxPyPz （2 2）nPnP能级的原子轨道能级的原子轨道nPnP有三个原子轨道，相互垂直有三个原子轨道，相互垂直纺纺锤锤形形同一能层，轨道能量同一能层，轨道能量 Px=Py=Pz Px=Py=Pz半径随半径随n n值增大值增大量子力学告诉我们：量子力学告诉我们：nS能级各有能级各有1个个轨道轨道nP能级各有能级各有3个个轨道轨道nd能级各有能级各有5个个轨道轨道nf能级各有能级各有7个个轨道轨道你理解你理解原子轨道原子轨道了吗？了吗？甲同学说：甲同学说：S S电子绕核运动，其轨道电子绕核运动，其轨道为一圆圈，而为一圆圈，而P P电子走电子走形。形。这种说法对吗？这种说法对吗？不对。不对。因为电子运动并无固定轨迹。因为电子运动并无固定轨迹。理解原子轨道的含义理解原子轨道的含义电子云轮廓图电子云轮廓图(电子云的概率分布电子云的概率分布)你理解你理解原子轨道原子轨道了吗？了吗？乙同学说：乙同学说：M M能层上有能层上有3s3s、3p3p、3d3d三条轨道。这种说法对吗？三条轨道。这种说法对吗？不对。不对。电子电子层层原子轨道原子轨道类型类型原子轨道原子轨道数目数目可容纳的可容纳的电子数电子数3 33S，3P，3d1+3+518理解各能层、各能级包含的原子轨道数目理解各能层、各能级包含的原子轨道数目科科 学学 探探 究（第二周期元素原子的究（第二周期元素原子的轨道表示式轨道表示式）（3）轨道表示式）轨道表示式:将每一个原子轨道用一个方将每一个原子轨道用一个方框表示，在方框内表明基态原子核外电子分布框表示，在方框内表明基态原子核外电子分布的式子称为轨道表示式。的式子称为轨道表示式。1 1、每个轨道最多容纳每个轨道最多容纳2 2个电子个电子，即电子对。即电子对。用方向相反的箭头用方向相反的箭头“”表示。表示。2 2、当电子排布在同一能级时，总是、当电子排布在同一能级时，总是优先单优先单独独占据占据不同不同的轨道而且的轨道而且自旋方向相同自旋方向相同。总总 结结发发 现现 问问 题题能能 级级 符符 号号 s p d fs p d f轨轨 道道 数数 1 3 5 7最多容纳电子数最多容纳电子数 2 6 10 14解解 决决 问问 题题1 1、泡泡 利利 原原 理理 1个轨道最多容纳个轨道最多容纳2个电子个电子，而且而且自旋自旋方向相反方向相反。用箭头。用箭头“”表示。表示。核外电子在核外电子在同一能级同一能级上排布时所遵循的规律上排布时所遵循的规律2 2、洪洪 特特 规规 则则 当电子排布当电子排布在同一能级的不同轨道时，在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。向相同。（出现全充满、半充满、全空时（出现全充满、半充满、全空时能量最低。）能量最低。）问问 题题 解解 决决 电子分布到能量相同的等价轨道时，电子分布到能量相同的等价轨道时，总是尽先单独占据一个轨道，并且自旋总是尽先单独占据一个轨道，并且自旋相同的方向。相同的方向。例例:N洪特（洪特（HundHund）规则）规则1s1s2s2s2p2p问问 题题 解解 决决作为洪特规则的特例，等价轨道：作为洪特规则的特例，等价轨道：全充满全充满 p p6 6、d d1010、f f1414 半充满半充满 p p3 3、d d5 5、f f7 7 全全 空空 p p0 0、d d0 0、f f0 0 的结构状态比较稳定的结构状态比较稳定例：例：1919K K 1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 64s4s1 1 或或Ar4sAr4s1 1 2424Cr Ar3dCr Ar3d5 54s4s1 1问问 题题 解解 决决即电子在原子轨道中的填充顺序，并不是即电子在原子轨道中的填充顺序，并不是原子轨道能级高低原子轨道能级高低的顺序，填充次序遵循的顺序，填充次序遵循的原则是使原子的总能量保持最低。的原则是使原子的总能量保持最低。能量最低原理能量最低原理整个原子处于整个原子处于 状态状态能量最低能量最低原子处在基态时，电子排布遵循原子处在基态时，电子排布遵循3原则：原则：1 1、泡利不相容原理、泡利不相容原理2 2、能量最低原理、能量最低原理3 3、洪特规则、洪特规则 1个轨道最多容纳个轨道最多容纳2个电子个电子，而且而且自旋方向相自旋方向相反反。用箭头。用箭头“”表示。表示。在不违背在不违背PauliPauli原理的条件下，电子优先占原理的条件下，电子优先占据据能量较低能量较低的原子轨道，使整个原子体系能量的原子轨道，使整个原子体系能量处于最低。处于最低。当电子排布当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。（出现全充满、半充满、全空时能量最低。）（出现全充满、半充满、全空时能量最低。）下列各轨道表示式能准确表示下列各轨道表示式能准确表示基态氧基态氧原子原子的核外电子排布的是（的核外电子排布的是（）1S2S2P1S2S2P1S2S2P1S2S2PABCDD这节课我们重点学习了什么？这节课我们重点学习了什么？核外电子的运动及其描述核外电子的运动及其描述核核外外电电子子遵循遵循排排布布运运动动描述描述能量最低原理能量最低原理泡利原理泡利原理洪特规则洪特规则电子云电子云原子轨道原子轨道下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（）A A、处于最低能量的原子叫基态原子、处于最低能量的原子叫基态原子B B、3P3P2 2表示表示3P3P能级有两个轨道能级有两个轨道C C、同一原子中，、同一原子中，1S1S、2S2S、3S3S电子的电子的能量逐渐降低能量逐渐降低D D、同一原子中，、同一原子中，2P2P、3P3P、4P4P能级的能级的轨道数依次增多轨道数依次增多练习一练习一A下列电子层中，原子轨道的数目为下列电子层中，原子轨道的数目为4 4的是的是 （）A A、K K 层层 B B、L L层层 C C、M M层层 D D、N N层层练习二练习二B3、某某元元素素的的3P能能级级上上有有两两个个未未成成对对电电子，因此其（子，因此其（）A 第三层上有第三层上有4个电子个电子B最高正价为最高正价为+4C最高正价为最高正价为+2D第二层没有未成对电子第二层没有未成对电子练习三练习三D应应 用用 反反 馈馈 练习练习 1、写出碳、磷、铜的电子排布式及轨道式。、写出碳、磷、铜的电子排布式及轨道式。2、见讲义、见讲义资料整理仅供参考,用药方面谨遵医嘱