《2023学年高二化学精讲精练（人教2019选择性必修2）》课时精讲03 电子云 原子轨道与能量最低原理 泡利原理和洪特规则（学生版）

3.0 envi 2024-12-30 4 4 480KB 8 页 3知币
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第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
课时精讲 03 电子云 原子轨道与能量最低原理
泡利原理和洪特规则
【目标导航】
1．了解原子核外电子的运动状态。
2．了解电子云和原子轨道的含义。
3．知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理。
4．掌握基态原子核外电子排布的三原则。
【知识导图】
一、电子云
1．电子运动特点：无法确定核外电子在某个时刻处于原子核外空间何处，而只能确定它在原子核外
各处出现的概率。
2．用概率密度来描述电子：在原子核外空间出现的概率的大小所得到的图像形象地称为电子云。
二、原子轨道的图形描述
1．对象：原子中单个电子的空间运动状态即原子轨道。
2．方法：用直角坐标系标注。
3．意义：表示原子轨道的空间分布。
4．形状：s轨道呈球形；p轨道在空间的分布特点是分别相对于 x、y、z轴对称，呈哑铃形(∞)。
三、能量最低原理
原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态。
四、泡利原理和洪特规则
1.泡利原理：一个原子轨道里最多容纳 2
个电子，且自旋状态相反。
2．洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相
同。
五、前四周期元素核外电子排布的特殊性
1．最外层只有 1个未成对电子的元素
ⅠA 族(ns1：H、Li、Na、K)；Ⅲ A族(ns2np1：B、Al、Ga)；
ⅦA 族(ns2np5：F、Cl、Br)；Cr(3d54s1)、Cu(3d104s1)。
2．最外层有 2个未成对电子的元素
ⅣA 族(ns2np2：C、Si、Ge)；Ⅵ A族(ns2np4：O、S、Se)。
3．最外层有 3个未成对电子的元素
ⅤA 族(ns2np3：N、P、As)
4．核外电子排布中，未成对电子数最多的元素
Cr(3d54s1，共有 6个未成对电子)
六、价电子和价电子排布式
1．价电子：一般化学反应涉及原子外层轨道上的电子。
2．价电子排布式：只表示出原子的价电子排布的式子，如基态铁原子价电子排布式为 3d 6
4s 2
。
3．化合价：主族元素原子的价电子数一般等于该元素的最高正化合价。
【小试牛刀】
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
1．原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云( )
2．s能级的电子云呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动( )
3．p电子云轮廓图呈哑铃形，在空间有两个伸展方向( )
4．2s 轨道与 1s 轨道都是球形，但 2s 轨道的球形半径更大( )
5．p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层序数的增加，p能级原子轨道数也在增多( )
6．对 p轨道电子云轮廓图的形状是互相垂直的花瓣形( )
7．因为 s轨道的形状是球形的，所以 s电子做的是圆周运动( )
8．当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先独自占据一个轨道，且自旋状态相反( )
9．氢原子的基态电子的概率密度分布图中，小点的疏密程度表示电子的多少( )
10．磷原子中的未成对电子的电子云伸展方向不同( )
11．可能存在核外电子排布式为 1s22s22p63s23p64s24p1的基态原子( )
12．当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相反( )
13．1个原子轨道里最多容纳 2个电子，且自旋方向相同( )
14．基态原子的电子获得一定能量变为激发态原子，而激发态原子变为基态原子，则要放出能量( )
15．如果硫原子核外电子排布图为 ，则违反
了泡利原理( )
16．如果 25 号Mn 元素的基态原子电子排布式为 1s22s22p63s23p63d7，则违反了能量最低原理( )
17．氮原子的核外电子排布图为 ，符合洪特规则和泡利原理( )
18．泡利原理、洪特规则、能量最低原理是基态原子的核外电子排布的原则( )
19．同一个原子的原子核外任何一个电子的运动状态都是不相同的( )
20．在电子层、原子轨道、原子轨道伸展方向都确定时，就能准确表示电子的运动状态( )
考点一 电子云
【例 1】下列关于电子云示意图的叙述正确的是(　　)
A．电子云表示电子的运动轨迹
B．黑点的多少表示电子个数的多少
C．处于 1s 轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称，而且电子在原子核附近出现的概率小，
离核越远电子出现的概率越大
D．处在 2pz轨道的电子主要在 xy 平面的上、下方出现
【答案】D
【解析】电子云示意图是用小黑点的疏密来表示电子在原子核外出现的概率的大小， A、B错误；1s
轨道的电子云呈球形对称，在原子核附近小黑点密集，电子出现的概率大，离核越远电子出现的概率越小，
C错误；处在 2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布相对于 z轴对称，电子主要在 xy 平面的上、下方出
现，D正确。
【例 2】下列说法中正确的是(　　)
A．p轨道是“8”字形的，所以 p电子走“8”字形
B．电子层数为 3时，有 3s、3p、3d、3f 四个轨道
C．氢原子中只有一个电子，故氢原子只有一条轨道
D．原子轨道与电子云都是用来形象描述电子运动状态的
【答案】D
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