《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（教师版）

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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( )
【答案】×
【解析】原子核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，而不是电子像云雾一样笼罩在原子核周围。
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( )
【答案】×
【解析】处在 s原子轨道上的电子，出现在球形内空间的概率为 90%。
3．p电子云轮廓图呈哑铃形，在空间有两个伸展方向( )
【答案】×
【解析】p电子云轮廓图呈哑铃形，在空间有 x、y、z 3 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( )
【答案】√
【解析】s能级电子云轮廓图都是球形，能层序数越大，s电子云轮廓图的半径越大。
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( )
【答案】×
【解析】p能级所含原子轨道数只有 3个，与能层序数无关。
6．对 p轨道电子云轮廓图的形状是互相垂直的花瓣形( )
【答案】×
【解析】s轨道电子云轮廓图是球形的，p轨道电子云轮廓图是哑铃形的。
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( )
【答案】×
【解析】电子的运动是无规则的，没有固定的轨道。
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( )
【答案】×
【解析】根据洪特规则，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
状态相同。
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( )
【答案】×
【解析】在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在该区域空间出现概率
的大小，不表示电子的多少。
10．磷原子中的未成对电子的电子云伸展方向不同( )
【答案】√
【解析】磷原子中的未成对电子，分别排布在 3p 的px、py、pz轨道上，电子云伸展方向不同，D正确。
11．可能存在核外电子排布式为 1s22s22p63s23p64s24p1的基态原子( )
【答案】×
【解析】3d 轨道的能量高于 4s 轨道但低于 4p 轨道，所以电子会排满 3d 轨道后才排 4p 轨道，不存在
核外电子排布为 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( )
【答案】×
【解析】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，且自旋方向相同。
13．1个原子轨道里最多容纳 2个电子，且自旋方向相同( )
【答案】×
【解析】根据泡利原理，1个原子轨道里最多容纳 2个电子，且自旋方向相反。
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( )
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