1.1.2电子云与原子轨道泡利原理、洪特规则、能量最低原理课件(共54张PPT)2025年下学期高二化学人教版（2025）选择性必修2(含音频+视频).pptx

第一节原子结构

基础课时2电子云与原子轨道

泡利原理、洪特规则、能量最低原理;

;×;教师点拨25min;原子核外电子的运动状态是怎么样的呢？;

用P表示电子在某处出现的概率，V表示该处的体积，则

称为概率密度，用ρ表示

;一：电子云;S能级的原子轨道图;d的电子云轮廓图(五个伸展方向）;二：原子轨道;微观粒子可视化：1s~2p原子轨道的叠加;电子云与原子轨道;离核越近，电子出现的概率越大，电子云越密集。如2s电子云比1s电子云疏散。;D;1、s能级和p能级的原子轨道存在哪些方面的差异？

轨道形状、数目、最多容纳电子数等不同。

2、不同能层中的s轨道和p轨道电子云轮廓分别相同吗？

能量分别相同吗？

电子云轮廓相同(s轨道均为球形，p轨道均为哑铃形)；能量不同(能层序数越大，能量越高)。;图1图2;D;CD;能层数;一：电子自旋和泡利原理;①自旋是微观粒子普遍存在的一种如电荷、质量一样的内在属性;2：泡利原理;3：电子排布的轨道表达式;1、用□代表一个原子轨道，能量相同的原子轨道（简并轨道）的方框相连。不同能级中的□要相互分开。;5、有时画出的能级上下错落，以表达能量高低不同。;课堂练习：请画出铝原子的轨道表示式;二：洪特规则;有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有1个电子的偏差。因为能量相同的原子轨道在全充满、半充满、全空状态时，体系的能量较低，原子较稳定。;【思考与讨论】课本P16;;【练习】某元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。请写出该元素原子的价层电子的轨道表示式？;——自然界的普适规律;规则1：能量最低原理;构造原理是以光谱学事实为基础的经验模型，当与客观事实出现矛盾时，必须遵循客观事实。随着原子核电荷数和核外电子数目的增多，原子核与电子、电子与电子之间的相互作用更加复杂，基态原子的电子排布不符合构造原理的情况更多，原因也更复杂。例如，第六周期的W的价层电子排布式按照洪特规则特例应该是5d56s1，但实际测定却是遵守构造原理的5d46s2。再如第五周期的Nb的价层电子排布式为4d45s1、Ru的价层电子排布式为4d75s1、Rh的价层电子排???式为4d85s1，既不遵守构造原理，也不能用洪特规则特例来解释(简并轨道未达到全充满、半充满或全空的状态)。因此，随着原子核电荷数和核外电子数目的增多，基态原子的核外电子排布变得更为复杂。;在多电子原子中，能够确定同一能层各能级的能量顺序是：E(ns)＜E(np)E(nd)＜E(nf)……但对于出现能级交错现象的轨道，如3d轨道和4s轨道，二者的能量高低不是一成不变的，不能因为电子是按3p→4s→3d的顺序填充的，就认为3d轨道的能量一定大于4s轨道的，只是电子按照这样的顺序填充之后，能使整个原子处于能量最低的状态(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，比较复杂)。

又如Fe和Fe2+，它们的核电荷数都是26，对于核外有26个电子的Fe，原子按[Ar]3d64s2排布所具有的能量小于按[Ar]3d8排布的能量，因而基态Fe的电子排布是[Ar]3d64s2；对于核外有24个电子的Fe2+，它按[Ar]3d6排布所具有的能量小于按[Ar]3d44s2排布的能量，因而基态Fe2+的电子排布是[Ar]3d6。即前文提到的失去电子的顺序不一定与电子填充的顺序恰好相反。;【思考与讨论】课本P16;↑↓;;（1）有1个未成对电子：;核外电子排布的表示方法;①②③⑤违背了洪特规则，④违背了泡利原理。;表示方法;D;Si;;随堂自测;A;球