高三化學 泡利原理和洪特規則的區分

泡利原理

在原子中不能容納運動狀態完全相同的電子。又稱泡利原理、不相

容原理引。

一個原子中不可能有電子層、電子亞層、電子云伸展方向和自旋方

向完全相同的兩個電子。如氦原子的兩個電子，都在第一層（K

層），電子云形狀是球形對稱、只有一種完全相同伸展的方向，自

旋方向必然相反。每一軌道中只能容納自旋相反的兩個電子，每個

電子層中可能容納軌道數是n個、每層最多容納電子數是2n個。

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洪特規則：

在相同能量的原子軌道上，電子的排布將盡可能占據不同的軌道，

而且自旋方向相同，即為洪特規則，又稱為最多軌道原理。

一般：電子總是盡先自旋平行地分占不同軌道。如：

碳原子的軌道表示是：，而不是

特別提醒：等價軌道全空(p、d、f)和全滿時(p、d、f)的結

00061014

構，也具有較低能量和較大的穩定性。像鐵離子Fe(3d)和亞鐵離

3+5

子Fe(3d)對比看，從3d→3d才穩定，這和亞鐵離子不穩定易被

2+665

氧化的事實相符合。根據洪特規則鉻的電子排布式應為

1s2s2p3s3p3d4s。

2262651

一、電子云和原子軌道

1、電子運動的特點：

①質量極小，帶負電荷；

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②運動空間極小（直徑約為10m）；

-10

③高速運動，接近光速（3×10m/s）。

10

2、電子云：表示電子在一定時間內在核外空間各處出現機會的模

型。

（1）氫原子1s電子云：

①形狀：呈球形對稱。

②分布：離核近處，密度大；離核遠處，密度小。

③實質：電子在離核越近處，單位體積空間內電子出現機會

多；

電子在離核越遠處，單位體積空間內電子出現機會少。

（2）電子云輪廓圖：表示電子云輪廓形狀的圖形。

（3）電子云的形狀

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①s電子云：以原子核為中心的球形。

大小：1s＜2s＜3s＜4s

②p電子云：啞鈴形。

有3 個相互垂直的伸展方向（取向）：P、P、P。

xyz

③d電子云：花瓣形，有5個伸展方向。

f電子云：復雜，有7個伸展方向。

3、原子軌道：電子在原子核外的一個空間運動狀態稱為一個原子軌

道。或在一定的能層上，具有一定的形狀和伸展方向的電子云所占

據的空間稱為一個原子軌道。

（1）決定一個原子軌道的因素：能層，能級（電子云的形狀）

和伸展方向。

能 級：s p d f

軌道數：1 3 5 7

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（2）原子軌道的表示方法：如2P、2P、2P。

xyz

2P的含義：2—第2能層 P—P能級 x—x軸伸展方向

x

（3）各能層最多的原子軌道數：

4、電子的自旋：順時針和逆時針兩種狀態。常用上下箭頭（↑、

↓）表示自旋狀態相反的電子。

總結:（1）核外電子的運動狀態由能層、能級、電子云的伸展

方向和電子自旋狀態四個方面來決定。

（2）能層、能級、電子云的伸展方向確定電子的原子軌道。

（3）決定電子的運動狀態：原子軌道（空間位置）和電子自

旋。

（4）能層、能級、原子軌道實質上是電子云的大小、形狀、空

間伸展方向。

二、泡利原理和洪特規則

1、泡利原理：在一個原子軌道里最多只能容納2個電子，而且自旋

方向相反，這個原理稱為泡利原理。

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2、電子排布圖（軌道表示式）

如：Li 1s2s B

1s2s2p

221

3、洪特規則：當電子排布在同一能級的不同軌道時，總是優先單獨

占據一個軌道，而且自旋方向相同，這個規則是洪特規則。

如：C 1s2s2p

222

21

練習：寫出N、O、F、Na、Mg、Al、Si、P的電子排布式和電子排布

圖。

N 1s2s2p O 1s2s2p

223224

F 1s2s2p Na 1s2s2p3s

2252261

Mg 1s2s2p3s

2262

Al 1s2s2p3s3p

22621

Si 1s2s2p3s3p

22622

練習：寫出24號Cr、29號Cu的電子排布式。

Cr：1s2s2p3s3p3d4s

2262642

Cu ： 1s2s2p3s3p3d4s

2262692

實際上Cr特征電子構型為d4s，Cu特征電子構型為d4s。

51101

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4、洪特規則的特例：對于同一個能級，當電子排布為全充滿、半充

滿或全空時，是比較穩定的。

全充滿 p d f

61014

半充滿 p d f

357

全 空 p d f

000

思考：（1）在短周期元素中，原子中單電子有2個的元素有哪

些？原子中單電子有3個的元素有哪些？

2個：C、O、Si、S

3個：N、P

（2）在第4周期元素中，原子最外層只有1個電子的元素有哪

些？原子最外層有2個電子的元素有哪些？

1個：K、Cr、Cu

2個：Ca、Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn

隨堂練習：

1、下列有關電子云及示意圖的說法正確的是（ ）

A．電子云是籠罩在原子核外的云霧

B．小黑點多的區域表示電子多

C．小黑點疏的區域表示電子出現的機會少

D．電子云是用高速照相機拍攝的照片

答案：C

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2、已知錳的核電荷數為25，以下是一些同學繪制的基態錳原子核

外電子的軌道表示式（即電子排布圖），其中最能準確表示基態錳

原子核外電子運動狀態的是（ ）

答案：D

3、有主族元素X、Y、Z，其原子序數依次減小，且均不超過20。X

原子的最高能層的電子排布為ns；Y原子的M能層有2個未成對電

1

子；Z原子的最高能層的p軌道上只有一對成對電子。由這三種元

素組成的化合物的化學式不可能是（ ）

A．KSO B．KPO

2334

C．KSiO D．NaSO

2324

答案：BD

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