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第1節 原子結構與性質
第3課時：構造原理，泡利原理，洪特規則
第一章
連線方向：表示_____________________。
每個小圈表示一個________。
每一行對應一個________。
構造原理與電子排布式
1.構造原理
——核外電子的填充規律
以光譜學事實為基礎，從氫開始，隨核電荷數遞增，新增電子填入能級的順序稱為構造原理。
絕大多數原子核外電子的填充順序符合構造原理中的能級順序。
能層
能級
電子填入能級的順序
構造原理與電子排布式
4f
1s
2s
3s
4s
5s
6s
7s
2p
3p
4p
5p
6p
7p
6d
5d
4d
3d
5f
1s；2s 2p；3s 3p；
存在著能級交錯
構造原理規律：
1s---2s---2p---3s---3p--4s--3d—4p--5s--4d---5p---6s
4s 3d 4p；5s 4d 5p;
6s 4f 5d 6p；7s 5f 6d 7p
構造原理與電子排布式
E(4s)＜E(4p)＜E(4d)＜E(4f)
1.構造原理
相同能層：
同類能級：
E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s)
從第三能層開始，不同能層的能級出現“能級交錯”現象。
能級交錯：
隨核電荷數的遞增，電子并不總是填滿一個能層后再開始填入下一個能層的。
電子填充是按3p→4s→3d的順序
而不是按3p→3d→4s的順序
電子排布式
2.核外電子排布表示方法
1) 電子排布式
用能級、各能級上的電子數來表示，并按照能層從左到右的順序排列的式子
電子填滿了一個能級，
開始填入下一個能級。
N 原子的電子排布式
電子數
能級符號
填充
能級序數
電子排布式
1) 電子排布式
從 H 到 C 的基態原子電子排布式如下:
1s1→1s2→1s22s1→1s22s2→1s22s22p1→1s22s22p2
氫　氦　　鋰　　鈹　　　 硼　　　 碳
【適用范圍】
基態原子、簡單離子
O2-：先寫O原子的電子排布式為1s22s22p4
再_________，所以O2-的電子排布式為_________。
先寫原子的電子排布式
→再考慮得失電子的情況。
1s22s22p6
得2個電子
1、寫出 氮原子、氧原子、鈉原子、氯原子、鈉離子、氯離子、硫離子的電子排布式。
1s22s22p3
1s22s22p63s23p5
1s22s22p4
1s22s22p63s1
泡利原理
電子除了空間運動狀態外，還存在一種運動狀態叫__________。
自旋
1、電子自旋和泡利原理
1）自旋
2）泡利原理
電子自旋在空間有________________兩種取向，簡稱___________。
自旋相反
常用上下箭頭（ “↑”“↓” ）表示
順時針和逆時針
在一個原子軌道里：最多只能容納______個電子，它們的自旋________
2
相反
泡利原理
2、電子排布的軌道表示式
↑↓
1s 2s 2p 3s
↑↓
↑
↑↓
↑↓
↑↓
1s22s22p63s1
Na
↑
1s
H
↓
1s
H
或
方框/圓圈：表示___________
簡并軌道（能量相同的軌道）：方框相連
方框的下方寫：__________
箭頭：______________
↑↓
1s
He
原子軌道
能級符號
自旋狀態的電子
1s1
1s2
Li
1s
↑↓
↑
2s
Be
1s
↑↓
↑↓
2s
B
1s
↑
↑↓
↑↓
2s
2p
1、請寫出Li、Be、B的軌道表示式。
泡利原理
同一個原子軌道:
只有一個電子
2
1
B
1s
↑
↑↓
↑↓
2s
2p
2、電子排布的軌道表示式
電子對
自旋方向相反的一對電子
單電子
B 原子中: 有 對電子對，有 個單電子。
泡利原理
2、電子排布的軌道表示式
有 種空間運動狀態，有 種運動狀態不同的電子。
3
5
B
1s
↑
↑↓
↑↓
2s
2p
軌道數
電子數
洪特規則
1、洪特規則
2p
C
↑
1s
↑
↑↓
↑↓
2s
基態原子中，填入__________的電子總是____________，且__________。
簡并軌道
先單獨分占
自旋平行
自旋平行：_________________________________
箭頭同向的單電子稱為自旋平行
請寫出以下元素原子的軌道表示式。
1s
↑
↑↓
↑↓
↑
↑
2s
2p
N
1s
↑↓
↑↓
↑↓
↑
↑
2s
2p
O
1s
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
2s
2p
F
洪特規則
1、洪特規則
洪特規則特例*
能量相同的簡并軌道在______、_____和_______條件時，體系能量較低，原子較穩定。
光譜實驗發現
3d 4s
↑↓
Cr
↑
↑
↑
↑
3d 4s
↑
Cr
↑
↑
↑
↑
↑
只有一組全滿的簡并軌道
有兩組半滿的簡并軌道
全滿
半滿
全空
半充滿狀態
√
請寫出基態碳原子可能的軌道表示式。
② C
1s
↑↑
↑↓
↑↓
2s
2p
① C
1s
↑↓
↑↓
↑↓
2s
2p
2p
③ C
↑
1s
↑
↑↓
↑↓
2s
2p
④ C
↓
1s
↑
↑↓
↑↓
2s
√
【思考與討論】
整個原子的能量由____________、____________和 ___________三個因素共同決定。
能量最低原理
在構建基態原子時，電子將盡可能地占據 的原子軌道，使整個原子的能量最低。
能量最低
核電荷數
電子數
電子狀態
能量最低原理

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