泡利原理和洪特规则课件

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1、五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道思考思考:宏观物体与微观物体（电子）宏观物体与微观物体（电子）的运动有什么区别的运动有什么区别?宏观物体的运动特征：宏观物体的运动特征：可以准确地测出它们在某一时刻可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及运行的速度；所处的位置及运行的速度；可以描画它们的运动轨迹。可以描画它们的运动轨迹。微观物体的运动特征：微观物体的运动特征：电子的质量很小，只有电子的质量很小，只有9.1110-31千千克；克；核外电子的运动范围很小（相对于核外电子的运动范围很小（相对于宏观物体而言）；宏观物体而言）；电子的运动速度很大；电子的运动速度很大；测不准测不准1 1、电子云、电

2、子云图中图中 表示原子核，一个小黑点代表表示原子核，一个小黑点代表电子在这里出现过一次电子在这里出现过一次小黑点的疏密表示电子在小黑点的疏密表示电子在核外空间核外空间单位体积内单位体积内出现的概率的大小。出现的概率的大小。1s1s电子在原子核外电子在原子核外出现的概率分布图出现的概率分布图量子力学中将量子力学中将这种电子云轮廓这种电子云轮廓图称为图称为“原子轨道原子轨道”as电子的原子轨道（电子云）形电子的原子轨道（电子云）形状状 是以原子核为中心的球体，只有是以原子核为中心的球体，只有一个伸展方向一个伸展方向 2 2、原子轨道、原子轨道 b bp p电子云电子云/原子轨道的形状是纺锤形原子轨

3、道的形状是纺锤形（或称为哑铃形），其伸展方向是互向（或称为哑铃形），其伸展方向是互向垂直的三个方向（垂直的三个方向（P Px x、P Py y、P Pz z）。）。P电子原子轨道半径同样随着电子原子轨道半径同样随着n增大而增大增大而增大练习练习1 1、下列有关电子云和原子轨道的说法正确的、下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是（是（）A A原子核外的电子象云雾一样笼罩在原子原子核外的电子象云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云核周围，故称电子云 B Bs s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动的电子只能在球壳内运动 C Cp p能级的原子轨道

4、呈纺锤形，随着能层的能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，增加，p p能级原子轨道也在增多能级原子轨道也在增多 D D与与s s电子原子轨道相同，电子原子轨道相同，p p电子原子轨道电子原子轨道的平均半径随能层的增大而增大的平均半径随能层的增大而增大 D观察表观察表1-21-2，思考一下，各个能级有多少个原思考一下，各个能级有多少个原子轨道呢？子轨道呢？1 1每个原子轨道最多只能容纳几个电子？每个原子轨道最多只能容纳几个电子？科学探究科学探究电子层电子层原子轨原子轨道类型道类型原子轨原子轨道数目道数目可容纳可容纳电子数电子数1 12 23 34 4n n1s2s，2p4s,4p,4d,4f3

5、s,3p,3d14916n22818322n2科学探究科学探究观察图观察图1-141-14，这些图称为，这些图称为原子的原子的电子轨道表示式电子轨道表示式1 1每个原子轨道最多只能每个原子轨道最多只能容纳容纳几几个电子？个电子？核外电子排布规则核外电子排布规则:1.1.能量最低原理能量最低原理 2.2.泡利不相容原理泡利不相容原理 每个原子轨道里最多只能容纳每个原子轨道里最多只能容纳 2 2 个个自旋方向自旋方向 相反相反 的电子。的电子。3.3.洪特规则洪特规则 4.4.补充规则补充规则相对稳定的状态相对稳定的状态全充满（全充满（p6，d10，f14）全空时（全空时（p0，d0，f0）半充满

6、（半充满（p3，d5，f7）电子排布在同一能级时，总优先单电子排布在同一能级时，总优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同。独占据一个轨道，且自旋方向相同。24Cr原子的电子排布图原子的电子排布图:1s22s22p63s23p63d54s1不是不是3d44s2例：例：核外电子排布规则核外电子排布规则1.1.能量最低原理能量最低原理 2.2.泡利原理泡利原理 一个原子轨道最多容纳一个原子轨道最多容纳2 2个电子，而个电子，而且自旋方向相反。且自旋方向相反。？学与问？学与问 当电子排在同一个能级内时，有什么当电子排在同一个能级内时，有什么规律？规律？3.3.洪特规则洪特规则 当电子排布在同一能级的不同

7、轨道时，总当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是首先单独占一个轨道，而且自旋方向相是首先单独占一个轨道，而且自旋方向相同同。复习复习 构造原理构造原理1 s2 s3s4s5s6s7 s2p3p3d4p4d4f5p5d5f6p6d7p那么那么136号元素中是否都遵循构造原号元素中是否都遵循构造原理？理？24号铬：号铬：1s22s22p63s23p63d54s129号铜号铜:1s22s22p63s23p63d104s14.4.补充规则补充规则相对稳定的状态相对稳定的状态全充满（全充满（p6，d10，f14）全空时（全空时（p0，d0，f0）半充满（半充满（p3，d5，f7）能量最低原理表述的是能量

8、最低原理表述的是“整个原子处于能量最低整个原子处于能量最低状态状态”，而不是说电子填充到能量最低的轨道中，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去，泡利原理和洪特规则都使“整个原子处于能整个原子处于能量最低状态量最低状态”注意：注意：注意注意其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是（）ABCDC练习：练习：1 1、由由下下列列微微粒粒的的最最外外层层电电子子排排布布，能能确确定定形形成该微粒的元素在周期表中的位置的是（成该微粒的元素在周期表中的位置的是（）A A1s1s2 2 B B3s3s2 23p3p1 1 C C2s2s2 22p2p6 6 D Dnsns2

9、2npnp3 3 2 2、科学研究证明：核外电子的能量不仅与电子科学研究证明：核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关，还与核外电子的数目所处的能层、能级有关，还与核外电子的数目及核电荷的数目有关。氩原子与硫离子的核外及核电荷的数目有关。氩原子与硫离子的核外电子排布相同，都是电子排布相同，都是1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 6。下列说法。下列说法正确的是（正确的是（）A A两粒子的两粒子的1s1s能级上电子的能量相同能级上电子的能量相同B B两粒子的两粒子的3p3p能级上的电子离核的距离相同能级上的电子离核的距离相同C C两粒子的电子发生跃迁时，产生的光

10、谱不同两粒子的电子发生跃迁时，产生的光谱不同D D两粒子都达两粒子都达8 8电子稳定结构，化学性质相同电子稳定结构，化学性质相同3 3、按照下列元素基态原子的电子排布特征判断按照下列元素基态原子的电子排布特征判断元素，并回答问题。元素，并回答问题。A A的原子中只有一个能层且的原子中只有一个能层且只含只含1 1 个电子；个电子；B B的原子的原子3p3p轨道上得到轨道上得到1 1个电子后个电子后不能再容纳外来电子；不能再容纳外来电子；C C的原子的的原子的2p2p轨道上有轨道上有1 1个个电子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反；电子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反；D D的原子第三能层上有的

11、原子第三能层上有8 8个电子，第四能层上只有个电子，第四能层上只有1 1个电子；个电子；E E原子的外围电子排布为原子的外围电子排布为3s3s2 23p3p6 6。（1 1）写出由）写出由A A、B B、C C、D D中的三种元素组成的化中的三种元素组成的化合物的化学式（至少写出合物的化学式（至少写出5 5个）：个）：（2 2）写出用上述元素组成的物质制得）写出用上述元素组成的物质制得A A的单质的的单质的化学方程式（至少写出化学方程式（至少写出2 2个）：个）：（3 3）检验某溶液中是否含有）检验某溶液中是否含有D D+的离子，可通的离子，可通过过_反应来实现；检验某溶液中反应来实现；检验某

12、溶液中是否含有是否含有B B的离子，通常所用的试是的离子，通常所用的试是_和和_。（4 4）写出）写出E E的元素符号的元素符号_，要证明，要证明太阳上是否含有太阳上是否含有E E元素，可采用的方法是元素，可采用的方法是_。4 4、X X原子在第二电子层上只有一个空轨道，原子在第二电子层上只有一个空轨道，则则X X是是 ；其轨道表示式为；其轨道表示式为 ；R R原子的原子的3 3p p轨道上只有一个未成对电子，则轨道上只有一个未成对电子，则R R原子可能是原子可能是 、；Y Y原子的核电荷数为原子的核电荷数为3333，其外围电子排布是，其外围电子排布是 ，其在元素周期表中的位置是，其在元素周期

13、表中的位置是 ，5 5、有有A A、B B、C C、D D、E 5E 5种元素，它们的核电荷种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于数依次增大，且都小于2020。其中。其中C C、E E是金属元是金属元素；素；A A和和E E属同一族，它们原子的最外层电子排属同一族，它们原子的最外层电子排布为布为n ns s1 1。B B和和D D也属同一族，它们原子最外层的也属同一族，它们原子最外层的p p能级电子数是能级电子数是s s能级电子数的两倍，能级电子数的两倍，C C原子最外原子最外层上电子数等于层上电子数等于D D原子最外层上电子数的一半。原子最外层上电子数的一半。请回答下列问题：请回答下列问题

14、：（1 1）由这五种元素组成的一种化合物是（写化）由这五种元素组成的一种化合物是（写化学式）学式）_。（2 2）写出）写出C C元素基态原子的电子排布式元素基态原子的电子排布式_。（3 3）用轨道表示式表示）用轨道表示式表示D D元素原子的价电子构元素原子的价电子构型型_。6 6、下列原子或离子核外未成对电子数目为下列原子或离子核外未成对电子数目为5 5的是的是 A AP P B BFeFe3+3+C CCr DCr DCuCu7 7、下列情况下的两个电子的能量是否相等下列情况下的两个电子的能量是否相等？（1 1）分别处于）分别处于3p3px x和和3p3py y轨道上的两个电子。轨道上的两个

15、电子。_。（2 2）分别处于）分别处于2p2px x和和3p3py y轨道上的两个电子。轨道上的两个电子。_。（3 3）分别处于）分别处于3p3px x轨道上的两个自旋相反的轨道上的两个自旋相反的电子。电子。_。8 8、下列元素的名称和原子序数，写出它们的下列元素的名称和原子序数，写出它们的原子的电子排布式。原子的电子排布式。（1 1）地壳中含量最高的金属元素；）地壳中含量最高的金属元素；（2 2）单质在常温下为液态的非金属元素；）单质在常温下为液态的非金属元素；（3 3）最外层为）最外层为L L层、基态原子中未成对电子数层、基态原子中未成对电子数最多的元素；最多的元素；（4 4）原子序数最小、基态原子具有）原子序数最小、基态原子具有1 1个个3d3d电子电子的元素；的元素；（5 5）基态原子中次外层有）基态原子中次外层有5 5个未成对电子而最个未成对电子而最外层只有成对电子的元素；外层只有成对电子的元素；（6 6）原子基态时被电子占据的轨道有）原子基态时被电子占据的轨道有9 9个，其个，其中中6 6个被电子占满的元素；个被电子占满的元素；