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(共19張PPT)
泡利原理
洪特規則
能量最低原理
第一章 原子結構與性質
1. 認識基態原子中核外電子的排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特規則等。
2. 理解能量最低原理、泡利原理和洪特規則，能書寫1-36號元素的基態原子的軌道表示式，初步學會運用模型解決實際問題。
3. 能解釋一些元素的基態原子的核外電子排布不遵循構造原理的原因。
能級 1s 2s 2p 3s 3p 3d ......
各能級軌道數 1 1 3 1 3 5 ......
各能層軌道數 1 4 9 ......
最多容納電子數 2 8 18 ......
兩個電子容納在同一個軌道里。為什么一個原子軌道中最多可容納兩個電子？同一軌道中的兩個電子的狀態是否完全相同呢？
鈉原子光譜實驗
只有1個最外層電子的鈉原子光譜會在光譜里呈現雙線
資料卡片
斯特恩-蓋拉赫實驗
只有1個最外層電子的銀原子在外加電場里加速飛行通過一個不對稱磁場時會分成兩束
提出猜想 ：軌道中的單電子可能存在兩種不同的運動狀態
1925年，兩個荷蘭年輕人根據實驗事實提出假設：
電子除了空間運動狀態外，還存在一種運動狀態叫自旋。
電子自旋
電子自旋在空間有順時針和逆時針兩種取向，簡稱自旋相反，常用上下箭頭（ “↑”“↓” ）表示自旋相反的電子。
（1）概念
（2）兩種取向及表示方法：
電子除空間運動狀態外，還有一種狀態叫自旋。
①自旋是微觀粒子普遍存在的一種如電荷、質量一樣的內在屬性
②電子的運動狀態由能層、能級、原子軌道和自旋狀態四個方面共同決定；電子能量與能層、能級有關，電子運動的空間范圍與原子軌道有關
③一個原子中不可能存在運動狀態完全相同的2個電子
一、泡利原理
能級 s p d f
原子軌道數 1 3 5 7
最多容納電子數
2 6 10 14
基態原子的核外電子排布表示方法
軌道表示式
B
1s
2s
2p
原子軌道
能級符號
“↑↓”代表自旋相反的電子對
簡并軌道：
能量相同的原子軌道
單電子
（未成對電子）
書寫基態Li、Be、C 原子的軌道表示式和電子排布式
Li 1s22s1
Be 1s22s2
C 1s22s22p2
你認為p軌道上的兩個電子應當采取以下排布方式中的哪種方式呢
C
1s
2s
2p
C
1s
2s
2p
C
1s
2s
2p
C
1s
2s
2p
基態原子中，填入簡并軌道的電子總是先單獨分占，且自旋平行
二、洪特規則
C
1s
2s
2p
根據所學知識，書寫11～24號元素原子的軌道表示式。
↑↓
1s 2s 2p 3s
↑↓
↑
↑↓
↑↓
↑↓
Na
↑↓
1s 2s 2p 3s
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
Mg
↑↓
1s 2s 2p 3s 3p
↑↓
↑↓
↑
↑↓
↑↓
↑↓
Al
↑↓
1s 2s 2p 3s 3p
↑↓
↑↓
↑
↑
↑↓
↑↓
↑↓
Si
↑↓
1s 2s 2p 3s 3p
↑↓
↑↓
↑
↑
↑
↑↓
↑↓
↑↓
P
↑↓
1s 2s 2p 3s 3p
↑↓
↑↓
↑↓
↑
↑
↑↓
↑↓
↑↓
S
↑↓
1s 2s 2p 3s 3p
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
↑↓
↑↓
↑↓
Cl
↑↓
1s 2s 2p 3s 3p
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
Ar
↑↓
1s 2s 2p 3s 3p 4s
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
K
↑
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
Ca
↑↓
1s 2s 2p 3s 3p 4s
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
↑↓
Sc
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
↑
↑↓
Ti
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
↑
↑
↑↓
V
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
Cr
↑
↑
↑
↑
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
Cr
↑
↑
↑
↑
↑
根據所學知識，書寫11～24號元素原子的軌道表示式。
洪特規則特例
光譜實驗發現，能量相同的簡并軌道在全滿、半滿和全空條件時，體系能量較低，原子較穩定。
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
Cr
↑
↑
↑
↑
↑
相對穩定的狀態
全充滿： p6、d10、f14
半充滿：p3、d5、f7
全空： p0、d0、f0
三、能量最低原理
(1)概念
在構建基態原子時，電子將盡可能地占據能量最低的原子軌道，使整個原子的能量最低。
(2)因素
整個原子的能量由核電荷數、電子數和電子狀態三個因素共同決定。
a.相鄰能級能量相差很大時，電子填入能量較低的能級可使原子能量最低。如所有主族元素的基態原子。
b.當相鄰能級能量差別不大時，有1-2個電子填入能量稍高的能級可能反而降低電子的排斥能，進而使原子整體能量最低。如所有副族元素的基態原子。
1s
↑
↑↑
↑↓
2s
2p
A
1s
↑
↑↓
↑↓
2s
2p
B
1s
↑↓
↑↓
↑↓
↑
2s
2p
C
1s
↑
↑↓
↑
↑
↑
2s
2p
D
1.以下原子不屬于基態原子的是（ ）
ACD
2.以下鋰原子的軌道表示式表示的狀態中，能量最高的是（ ），能量最低的是（ ）
1s
↑
↑↓
2s
2p
A
1s
↑
↑↓
2s
2p
B
1s
↑↓
↑
2s
2p
C
1s
↑↓
↑
2s
2p
D
C
D
3.軌道表示式可以表示原子或離子的核外電子排布。請寫出Fe、 Fe2+、Fe3+的軌道表示式。
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
Fe
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
Fe2+
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
Fe3+
↑↓
↑
↑
↑
↑
↑↓
↑
↑
↑
↑
↑
↑
↑
↑
↑
1s 2s 2p 3s 3p 3d
1s 2s 2p 3s 3p 3d
核外電子的運動狀態
核外電子的排布規律
核外電子排布表示方法
能量的量子化
能層
能級
原子軌道
電子自旋
原子結構示意圖
構造原理
電子排布式
泡利原理
洪特規則
能量最低原理
軌道表示式
洪特規則特例

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