第1章 第1节 第3课时 泡利原理、洪特规则、能量最低原理(讲义)【新教

第一章 原子结构与性质

第一节 原子结构

第3课时 泡利原理、洪特规则、能量最低原理

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1.能从原子微观层面理解原子的组成、结构等。能根据核外电子的三条规则熟知核外电子

排布的表示方法。

2.能根据核外电子的表示方法，推导出对应的原子或离子。

教学过程

一、原子核外电子的排布规则

1．泡利原理

在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反，常用上下箭头(↑和↓)表示

自旋相反的电子。

2．电子排布的轨道表示式(电子排布图)

8

O的轨道表示式如下：

根据上面回答下列问题：

(1)简并轨道：能量相同的原子轨道。

(2)电子对：同一个原子轨道中，自旋方向相反的一对电子。

(3)单电子：一个原子轨道中若只有一个电子，则该电子称为单电子。

(4)自旋平行：箭头同向的单电子称为自旋平行。

(5)在氧原子中，有3对电子对，有2个单电子。

(6)在氧原子中，有5种空间运动状态，有8种运动状态不同的电子。

3．洪特规则

(1)内容：基态原子中，填入简并轨道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，具有较低的能量和较大的稳

定性。

全充满：p、d、f

61014





相对稳定的状态



全空：p、d、f

000





半充满：p、d、f

357

如，为半充满状态，易错写为

24

Cr的电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s

2262651

1s2s2p3s3p3d4s

2262642

。

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能量最低的原子轨道，使整个原子的能

量最低。

(2)因素：整个原子的能量由核电荷数、电子数和电子状态三个因素共同决定。

二、核外电子的表示方法

电子排布式与轨道表示式的比较

含义

电子排布式

意义 能直观反映出核外的电子层、能级及各能级上的电子数

实例 K：1s

含义

简化电子排

布式 意义 避免书写电子排布式过于繁琐

实例 K：[Ar]4s

含义 每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子

轨道表示式

意义 能直观反映出电子的排布情况及电子的自旋状态

实例

【归纳总结】

熟记第四周期未成对电子数规律

未成对电子数及其占据的原子轨道 元素符号及价电子排布

4s

1 3d

4p

2

3d

4p

3d

4p

3d 4

3d 5

3d和4s Cr：3d4s

K：4s,Cu：3d4s

1101

Sc：3d4s

12

Ga：4s4p4p

2125

，Br：4s

Ti：3d4s4s

2282

，Ni：3d

Ge：4s4p4p

2224

，Se：4s

V：3d4s4s

3272

，Co：3d

As：4s4p

23

Fe：3d4s

62

Mn：3d4s

52

51

用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是

电子排布式

226261

2s2p3s3p4s

为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体

原子结构的部分以相应稀有气体元素符号外加方括号表示

1

Al：

3

6

课时训练

1Si1s2s2p3s3p

．若将的电子排布式写成，它违背了

14

2262

A

．能量守恒原理

B

．泡利原理

C

．能量最低原理

D

．洪特规则

2d

．在轨道中电子排布成，而不能排布成，其最直接的根据是

A B C D

．能量最低原理．泡利原理．原子轨道构造原理．洪特规则

3

．基态原子的核外电子排布的原则不包括

A B

．能量守恒原理．能量最低原理

C D

．泡利原理．洪特规则

4“”()

．各能级最多容纳的电子数，是该能级原子轨道数的二倍，支撑这一结论的理论是

A B C D

．构造原理．泡利原理．洪特规则．能量最低原理

5Cr

．原子处于基态时，价电子排布可用电子排布图表示成，而不是

24

。下列说法中，正确的是

A

．这两种排布方式都符合能量最低原理

B

．这两种排布方式都符合泡利原理

C

．这两种排布方式都符合洪特规则

D

．这个实例说明洪特规则有时候和能量最低原理是矛盾的

6

．下列各项叙述错误的是

A

．如果硫原子核外电子排布图为，则违反了泡利原理

B25Mn1s2s2p3s3p3d

．如果号元素的基态电子排布式为

226267

，则违反了构造原理

C

．氮原子的核外电子排布图为，符合洪特规则和泡利原理

D

．泡利原理、洪特规则、构造原理都是对核外电子排布满足能量最低的要求

7

．下列说法错误的是

A (Ti) 1s2s2p3s3p

．电子排布式违反了泡利原理

22

226210

B (C) 1s2s2p

．电子排布式

6

22

2

x

违反了洪特规则

Cns (n-1)p

．电子的能量不一定高于电子的能量

D (Sc) 1s2s2p3s3p3d

．电子排布式

21

226263

违反了能量最低原理

8

．下列说法错误的是

Ans(n+1)p

．电子的能量不一定低于电子的能量

B2s2p

．基态

6

C

的电子排布式违反了洪特规则

1s

22

2

x

C2s2p3s3p3d

．基态

21

Sc

的电子排布式违反了能量最低原理

1s

226263

D2s2p3s3p

．基态

22

Ti

的电子排布式违反了泡利原理

1s

226210

9___________()

．下列基态原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是填序号，下同，违反能量最低原

理的是，违反洪特规则的是，违反泡利原理的是。

_________________________________

①

Ca

2

：

1s2s2p3s3p

22626

①

F



：

1s2s3p

226

①

P

：

①

Cr

：

1s2s2p3s3p3d4s

2262642

①

Fe

：

1s2s2p3s3p3d4s

2262662

①

Mg

2

：

1s2s2p

226

①

O

：

10①①①①

．在原子结构理论中，有四个原理，分别是构造原理，泡利原理，洪特规则，能量最低原理。在

以下的现象中主要决定的因素是（填序号，各只填一项）

（）各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的倍；

12_____________

（）碳原子的核外电子排布基态时是而不是

21s1s

222213

2s2p2s2p___________

；

（）最外层电子数不会超过个，次外层电子数不会超过个；

3818_____________

（）铬（）的电子排布式是而不是

4Cr1s1s

24

22626512262642

2s2p3s3p3d4s2s2p3s3p3d4s______

__

；

（）磷原子的基态原子结构中，有个未成对的单电子。

53

____________

答案解析

1D

．

【详解】

试题分析：原子能级上有个轨道，能级上有个电子，个电子应该排在个不同的轨道上，且

Si3p33p222

自旋方向相同，若将原子的电子排布式写成，它违背了洪特规则，正确的电子排布式为：

Si1s

22622

2s2p3s3p

x

1s2s2p3s3p3p

226211

xy

，故选。

D

考点：考查原子结构构造原理

2D

．

【详解】

当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同，

4 D

个电子占据不同的轨道且自旋方向相同，称为洪特规则，根据图片知，所以其根据是洪特规则，答案选。

3A

．

【详解】

基态原子的核外电子排布的原则为能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则。

能量最低原理：原子核外电子先占有能量低的轨道，然后依次进入能量高的轨道；泡利不相容原理：每个

原子轨道上最多只能容纳个自旋状态相反的电子；洪特规则：洪特规则是在等价轨道（相同电子层、电

2

子亚层上的各个轨道）上排布的电子将尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同；所以基态原子的核外电

子排布的原则不包括能量守恒原理。

故选。

A

4B

．

B

【解析】各能级最多容纳的电子数，是该能级原子轨道数的二倍，支撑这一结论的理论是泡利原理，故选。

5B

．

【详解】

洪特规则实际上是能量最低原理的一个特例，电子排布满足洪特规则，实际上是为了更好地遵循能量最低

pdss

61021

和）原理，通过分析光谱实验的结果，洪特进一步指出，能量相同的原子轨道在全满（、、半充满（、

p

35000

和）和全空（、和）状态时，体系能量较低，原子较稳定。题中两种排列方式，没有相同的两个

dspd

电子处于相同的状态，都符合泡利原理，答案选。

B

6A

．

【详解】

A. A

如果硫原子核外电子排布图为，则违反了洪特规则，故错误；

B. 25Mn1s2sp3s3p3d4s

号元素的基态电子排布式为

2262652

，如果号元素的基态电子排布式为

25Mn

1s2sp3s3p3d

226267

，则违反了构造原理，故正确；

B

C. C

氮原子的核外电子排布图为，符合洪特规则和泡利原理，故正确；

D. DA

泡利原理、洪特规则、构造原理都是对核外电子排布满足能量最低的要求，故正确。选。

7C

．

【详解】

A3p6 (Ti) 1s2s2p3s3p A

．根据泡利不相容原理，能级最多个电子，则电子排布式违反了泡利原理，

22

226210

说法正确；

Bp22 (C) 1s2s2p

．根据洪特规则，能级的个电子分别占据个轨道，则电子排布式

6

22

2

x

违反了洪特规则，

B

说法正确；

Cns(n-1)pC

．电子的能量与能级有关，电子的能量一定高于电子的能量，说法错误；

D (Sc) 1s2s2p3s3p3d4s

．根据能量最低原理，电子首先排能量较低的轨道，电子排布式

21

2262612

，其排布式违

反了能量最低原理，说法正确；

D

答案为。

C

8A

．

【详解】

Ans(n+1)pA

．电子的能量一定低于电子的能量，说法错误；

B

．对于基态

6

C

来说，能级有个能量相同的原子轨道，能级上的个电子应以自旋状态相同的方式

2p32p2

排布在两个不同的轨道上，题给电子排布式违反了洪特规则，说法正确；

2pB

C4s3d

．根据构造原理可知，电子先填充能级，后填充能级，故基态

21

Sc

的电子排布式为

1s2s2p3s3p3d4s

2262612

，题给电子排布式违反了能量最低原理，说法正确；

C

D

．对于基态

22

Ti

来说，能级共有个轨道，最多可以填充个电子，题给电子排布式违反了泡利原理，

3p36

D

说法正确；

答案为。

A

9①①① ① ①① ①

．

【详解】

根据核外电子排布规律判断，正确，电子排完轨道后应排能量较低的轨道而不是轨道，正

①①①①

2s

2p3p

确的电子排布式应为。没有遵循洪特规则，轨道上正确的轨道表示式应为。

1s2s2p

226

①①

3p

忽略了能量相同的原子轨道上电子排布为半充满状态时，体系的能量较低，原子较稳定，正确的电子排布

式应为。违反泡利原理，正确的轨道表示式应为。

1s2s2p3s3p3d4s

2262651

①

10① ① ① ① ①

．

【详解】

（）各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的倍，符合泡利原理；

12①

（）碳原子的核外电子排布基态时是而不是，符合能量最低原理；

21s1s①

222213

2s2p2s2p

（）最外层电子数不会超过个，次外层电子数不会超过个，符合构造原理；

3818①

（）铬（）的电子排布式是而不是，符合洪特规则；

4Cr1s1s①

24

22626512262642

2s2p3s3p3d4s2s2p3s3p3d4s

（）磷原子的基态原子结构中，有个未成对的单电子，符合洪特规则。

53①