【26版步步高化学人教版选择性必修二学习笔记第一章第一节第3课时泡利原理、洪特规则、能量最低原理

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第3课时　泡利原理、洪特规则、能量最低原理

［核心素养发展目标］1.能从原子微观层面理解原子的组成、结构。2.能根据核外电子的排布规则熟知核外电子排布的表示方法。

一、原子核外电子的排布规则

1.电子自旋与泡利原理

(1)电子自旋

自旋是微观粒子普遍存在的一种如同电荷、质量一样的内在属性，电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反，常用上下箭头(↑和↓)表示自旋相反的电子。

注意能层、能级、原子轨道和自旋状态四个方面共同决定电子的运动状态。电子能量与能层、能级有关，电子运动的空间范围与原子轨道有关，所以一个原子中不可能存在运动状态完全相同的2个电子。

(2)泡利原理

在一个原子轨道里，最多只容纳个电子，它们的自旋。 

2.电子排布的轨道表示式

(1)轨道表示式

用方框(或圆圈)表示原子轨道，能量相同的原子轨道(简并轨道)的方框相连，箭头表示一种自旋状态的电子，“↑↓”称电子对，“↑”或“↓”称单电子(或称未成对电子)。

(2)表示方法

以铝原子为例，轨道表示式中各符号、数字的意义如下所示：

由轨道表示式可知：

在铝原子中，有个电子对，个单电子，有种空间运动状态，种电子运动状态。 

3.洪特规则

(1)内容：基态原子中，填入的电子总是先单独分占，且自旋平行。 

(2)特例

在简并轨道上的电子排布处于全充满、半充满和全空状态时，具有的能量和的稳定性。 

相对稳定的状态

如₂₄Cr的电子排布式为，为半充满状态，易错写为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁴4s²。 

4.能量最低原理

(1)内容：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据的原子轨道，使整个原子的能量最低。 

(2)因素：整个原子的能量由　、

和三个因素共同决定。 

1.下列轨道表示式中哪个是氧的基态原子？为什么？

A.

B.

C.

2.指出下列核外电子排布的轨道表示式的书写分别违背了什么原则？

①2p轨道上有3个电子的原子：

②2p轨道上有2个电子的原子：

③基态P原子：1s²2s²2p⁶3s²33

④4s轨道上有2个电子的原子：

⑤3d轨道上有8个电子的原子：

注意书写轨道表示式时，常出现的错误及正确书写

1.下列轨道表示式能表示基态硫原子最外层结构的是(　　)

A.

B.

C.

D.

2.(1)下列是一些原子的2p能级和3d能级电子排布的情况。试判断，违背了泡利原理的是(填序号，下同)，违背了洪特规则的是　。 

①

②

③

④

⑤

⑥

(2)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s¹3p³3d²，则该元素基态原子的电子排布式为；其最高价氧化物对应水化物的化学式是。 

(3)现有下列多电子原子的原子轨道：

①2s　②3d　③3s　④4p　⑤3p

轨道能量由低到高排列的顺序是(填序号)。 

3.(1)Mn元素与O元素中，基态原子核外未成对电子数较多的是。 

(2)基态Ge原子有个未成对电子。 

(3)镍元素基态原子的3d能级上的未成对电子数为。 

(4)基态Fe原子有个未成对电子。 

(5)基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是，占据该能层电子的电子云轮廓图的形状为___________________________________。 

(6)基态Cu原子的价层电子轨道表示式为___________________________________。

二、核外电子的表示方法

1.(2023·黄山高二月考)下列有关原子核外电子排布的说法正确的是(　　)

A.电子排布式为［Ar］3d⁴4s²的中性原子是基态原子

B.1s²2s¹222违反了洪特规则，是激发态原子的电子排布

C.不符合泡利原理，是不存在的排布

D.原子结构示意图为的原子，核外电子云有3种不同形状

2.(2023·广州高二检测)下列化学用语的表示正确的是(　　)

A.O₂和O₃互为同位素

B.甲基的电子式为

C.基态Fe²⁺价层电子排布式为3d⁵

D.基态碳原子价层电子轨道表示式为

3.按要求完成下列填空：

(1)₁₁Na的电子排布式为___________________________；

(2)₂₀Ca的最外层电子排布为___________________________；

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