高三化学 泡利原理和洪特规则的区分

泡利原理

在原子中不能容纳运动状态完全相同的电子。又称泡利原理、不相

容原理引。

一个原子中不可能有电子层、电子亚层、电子云伸展方向和自旋方

向完全相同的两个电子。如氦原子的两个电子，都在第一层（K

层），电子云形状是球形对称、只有一种完全相同伸展的方向，自

旋方向必然相反。每一轨道中只能容纳自旋相反的两个电子，每个

电子层中可能容纳轨道数是n个、每层最多容纳电子数是2n个。

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洪特规则：

在相同能量的原子轨道上，电子的排布将尽可能占据不同的轨道，

而且自旋方向相同，即为洪特规则，又称为最多轨道原理。

一般：电子总是尽先自旋平行地分占不同轨道。如：

碳原子的轨道表示是：，而不是

特别提醒：等价轨道全空(p、d、f)和全满时(p、d、f)的结

00061014

构，也具有较低能量和较大的稳定性。像铁离子Fe(3d)和亚铁离

3+5

子Fe(3d)对比看，从3d→3d才稳定，这和亚铁离子不稳定易被

2+665

氧化的事实相符合。根据洪特规则铬的电子排布式应为

1s2s2p3s3p3d4s。

2262651

一、电子云和原子轨道

1、电子运动的特点：

①质量极小，带负电荷；

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②运动空间极小（直径约为10m）；

-10

③高速运动，接近光速（3×10m/s）。

10

2、电子云：表示电子在一定时间内在核外空间各处出现机会的模

型。

（1）氢原子1s电子云：

①形状：呈球形对称。

②分布：离核近处，密度大；离核远处，密度小。

③实质：电子在离核越近处，单位体积空间内电子出现机会

多；

电子在离核越远处，单位体积空间内电子出现机会少。

（2）电子云轮廓图：表示电子云轮廓形状的图形。

（3）电子云的形状

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①s电子云：以原子核为中心的球形。

大小：1s＜2s＜3s＜4s

②p电子云：哑铃形。

有3 个相互垂直的伸展方向（取向）：P、P、P。

xyz

③d电子云：花瓣形，有5个伸展方向。

f电子云：复杂，有7个伸展方向。

3、原子轨道：电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨

道。或在一定的能层上，具有一定的形状和伸展方向的电子云所占

据的空间称为一个原子轨道。

（1）决定一个原子轨道的因素：能层，能级（电子云的形状）

和伸展方向。

能 级：s p d f

轨道数：1 3 5 7

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（2）原子轨道的表示方法：如2P、2P、2P。

xyz

2P的含义：2—第2能层 P—P能级 x—x轴伸展方向

x

（3）各能层最多的原子轨道数：

4、电子的自旋：顺时针和逆时针两种状态。常用上下箭头（↑、

↓）表示自旋状态相反的电子。

总结:（1）核外电子的运动状态由能层、能级、电子云的伸展

方向和电子自旋状态四个方面来决定。

（2）能层、能级、电子云的伸展方向确定电子的原子轨道。

（3）决定电子的运动状态：原子轨道（空间位置）和电子自

旋。

（4）能层、能级、原子轨道实质上是电子云的大小、形状、空

间伸展方向。

二、泡利原理和洪特规则

1、泡利原理：在一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋

方向相反，这个原理称为泡利原理。

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2、电子排布图（轨道表示式）

如：Li 1s2s B

1s2s2p

221

3、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，而且自旋方向相同，这个规则是洪特规则。

如：C 1s2s2p

222

21

练习：写出N、O、F、Na、Mg、Al、Si、P的电子排布式和电子排布

图。

N 1s2s2p O 1s2s2p

223224

F 1s2s2p Na 1s2s2p3s

2252261

Mg 1s2s2p3s

2262

Al 1s2s2p3s3p

22621

Si 1s2s2p3s3p

22622

练习：写出24号Cr、29号Cu的电子排布式。

Cr：1s2s2p3s3p3d4s

2262642

Cu ： 1s2s2p3s3p3d4s

2262692

实际上Cr特征电子构型为d4s，Cu特征电子构型为d4s。

51101

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4、洪特规则的特例：对于同一个能级，当电子排布为全充满、半充

满或全空时，是比较稳定的。

全充满 p d f

61014

半充满 p d f

357

全 空 p d f

000

思考：（1）在短周期元素中，原子中单电子有2个的元素有哪

些？原子中单电子有3个的元素有哪些？

2个：C、O、Si、S

3个：N、P

（2）在第4周期元素中，原子最外层只有1个电子的元素有哪

些？原子最外层有2个电子的元素有哪些？

1个：K、Cr、Cu

2个：Ca、Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn

随堂练习：

1、下列有关电子云及示意图的说法正确的是（ ）

A．电子云是笼罩在原子核外的云雾

B．小黑点多的区域表示电子多

C．小黑点疏的区域表示电子出现的机会少

D．电子云是用高速照相机拍摄的照片

答案：C

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2、已知锰的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的基态锰原子核

外电子的轨道表示式（即电子排布图），其中最能准确表示基态锰

原子核外电子运动状态的是（ ）

答案：D

3、有主族元素X、Y、Z，其原子序数依次减小，且均不超过20。X

原子的最高能层的电子排布为ns；Y原子的M能层有2个未成对电

1

子；Z原子的最高能层的p轨道上只有一对成对电子。由这三种元

素组成的化合物的化学式不可能是（ ）

A．KSO B．KPO

2334

C．KSiO D．NaSO

2324

答案：BD

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