第一部分原子結(jié)構(gòu)與鍵合教學(xué)ppt課件

1、第一章第一章 原子構(gòu)造與鍵合原子構(gòu)造與鍵合宋強宋強 副教授副教授重點與難點重點與難點1、描畫原子中電子的空間位置和能量的、描畫原子中電子的空間位置和能量的4個量子數(shù)。個量子數(shù)。2、核外電子排布遵照的原那么。、核外電子排布遵照的原那么。3、元素性質(zhì)、原子構(gòu)造和該元素在周期表中的位置三者之、元素性質(zhì)、原子構(gòu)造和該元素在周期表中的位置三者之 間的關(guān)系。間的關(guān)系。4、原子間結(jié)合鍵分類及其特點。、原子間結(jié)合鍵分類及其特點。1.1 原子構(gòu)造原子構(gòu)造一、物質(zhì)的組成分子、原子、離子1、分子：能單獨存在，且堅持物質(zhì)化學(xué)特性的一種微粒。2、原子：化學(xué)變化中的最小微粒，是組成分子和物質(zhì)的根本單元。 留意原子不是物質(zhì)

2、的最小微粒二、原子的構(gòu)造1、構(gòu)造：原子核質(zhì)子+中子+核外電子2、特點：1電中性，質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)； 2體積??； 3質(zhì)量主要集中在原子核內(nèi) 三、原子的電子構(gòu)造重點掌握三、原子的電子構(gòu)造重點掌握電子云:用統(tǒng)計的方法判別電子在核外空間某一區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的幾率的大小1、原子中的一個電子的空間位置和能量用四個量子數(shù)確定：1主量子數(shù)n決議原子中電子能量以及與核的平均間隔，即表示電子所 處的量子殼層。 n=1，2，3，4； 依次命名為K、L、M、N殼層電 子 云量 子 殼 層鎂的電子分布情況2軌道角動量量子數(shù)li給出電子在同一量子殼層所處的能級電子亞層取值為0，1，2，n-1例：假設(shè)n=2，那么有兩個軌道角動

3、量量子數(shù)l2=0和l2=1闡明L殼層中，根據(jù)電子能量的差別，還包含兩個電子亞層li01234能級spdfg闡明：在同一量子殼層中，亞層電子的能量是按s,p,d,f,g的次序遞增三、原子的電子構(gòu)造重點掌握三、原子的電子構(gòu)造重點掌握3磁量子數(shù)mi給出每個軌道角動量量子數(shù)的能級數(shù)或軌道數(shù)。 每個li下的磁量子數(shù)為2li+14自旋角動量量子數(shù)si反映電子不同的自旋方向規(guī)定：si為 和 ，反映電子順時針和逆時針兩種自旋方向，用“和“2121li01234能級spdfg軌道數(shù)13579三、原子的電子構(gòu)造重點掌握三、原子的電子構(gòu)造重點掌握 鈉元素鈉元素11個電子中每個電子的全部量子數(shù)個電子中每個電子的全部量

4、子數(shù) 鈉原子序數(shù)為11原子構(gòu)造中KL、M量子殼層的電子分布情況2、核外電子的排布規(guī)律遵照的原那么：1能量最低原理：電子排布總是盡能夠使體系得能量最低 電子總是先占據(jù)能量最低的殼層，排滿后再進入下一殼層 KLMN 同一電子層，電子按照spdfg2泡利不相容原理：在一個原子中不能夠有運動形狀完全一樣的兩個電子 3洪德Hund定那么：在同一亞層中的各個能級中，電子的排布盡能夠分占不同的能級，而且自旋方向一樣；當(dāng)電子排布為全充溢、半充溢或全空時，整個原子的能量最低。舉例：碳、氮、氧三元素原子的電子層排布 主量子數(shù)為n的殼層，最多包容2n2個電子三、原子的電子構(gòu)造重點掌握三、原子的電子構(gòu)造重點掌握需留意

5、的問題需留意的問題 當(dāng)原子序數(shù)較大時，電子陳列并不總是按照規(guī)那么依次陳列的，d和f能級開場被填充時，相鄰殼層的能級有重疊景象。舉例：原子序數(shù)為26的鐵原子 1s22s22p63s23p63d64s2 寫出原子數(shù)為32、62的原子的電子排布 1s22s22p63s23p63d104s24p21s22s22p63s23p63d104s24p64d104f65s25p66s2寫出原子數(shù)為24、29的原子的電子排布 7s 7p 7d 6s 6p 6d 6f 5s 5p 5d 5f 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 2s 2p 1s四、元素周期表四、元素周期表1、根本概念回想元素：具有一樣核電荷

6、數(shù)的同一類原子的總稱。元素周期律：元素的外層電子構(gòu)造隨著原子序數(shù)核中帶正電荷的質(zhì)子數(shù)的遞增而呈周期性的變化的規(guī)律。同位素:具有一樣的質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的同一元素的原子。質(zhì)量不同、化學(xué)性質(zhì)一樣2、闡明17個橫行周期按原子序數(shù)遞增的順序從左至右陳列；218個縱行16族，7個主族、7個副族、1個族、1個零族，最外層的電子數(shù)一樣，按電子殼層數(shù)遞增的順序從上而下陳列。3、特點：1同一周期元素：核外電子層數(shù)一樣，從左到右，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸加強。2同一主族元素：從上到下電子層數(shù)增多，金屬性逐漸加強，非金屬性逐漸減弱。3價電子數(shù)：惰性元素、堿金屬、過渡族金屬寫出Fe2+：1s22s22p63s23

7、p63d6 Fe3+：1s22s22p63s23p63d5四、元素周期表四、元素周期表1.2 原子間的鍵合原子間的鍵合結(jié)合鍵 物理鍵Physical bonding 化學(xué)鍵Chemical bonding 氫 鍵Hydrogen bonding金屬鍵Metallic bonding離子鍵Ionic bonding共價鍵Covalent bonding主價鍵Primary atomic bonding 次價鍵 Secondary atomic bonding一、金屬鍵一、金屬鍵1、典型金屬原子的構(gòu)造特點 1最外層電子數(shù)很少；2價電子極易掙脫原子核之束縛而成為自在電子，構(gòu)成電子云；2、定義：金屬中

8、自在電子與金屬正離子之間構(gòu)成的鍵3、金屬鍵特點： 1電子共有化；2無飽和性、無方向性；3構(gòu)成低能量密堆構(gòu)造。金 屬 鍵4、性能：良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，良好的延展性 金屬變形時，由金屬鍵結(jié)合的原子可變換相對位置，因此金屬具有良好的延性 將電壓作用于金屬時，電子云中的電子很容易運動并傳送電流 一、金屬鍵一、金屬鍵二、離子鍵二、離子鍵1、結(jié)合本質(zhì)2、特點：1以離子而不是原子為結(jié)合單位；2正負(fù)離子相間陳列，異號離子間吸引力最大，同號離子間斥力最??； 3) 無方向性、無飽和性。3、性能：1熔點高；2質(zhì)硬且脆；3導(dǎo)電性差。金屬原子失電子帶正電的正離子非金屬原子得電子帶負(fù)電的負(fù)離子靜電引力結(jié)合離 子 鍵三、

9、共價鍵三、共價鍵1、本質(zhì)：由兩個或多個電負(fù)性相差不大的原子間經(jīng)過共用電子對而構(gòu)成的化學(xué)鍵。2、分類：1極性鍵共用原子對偏于某成鍵原子。2非極性鍵共用原子位于兩成鍵原子中間。3、特點：1具有方向性s層除外；2具有飽和性；3配位數(shù)較小，結(jié)合極為結(jié)實。共 價 鍵4、性能：1構(gòu)造穩(wěn)定；2熔點高；3質(zhì)硬脆；4導(dǎo)電、導(dǎo)熱才干差。共價鍵資料在外力作用下能夠發(fā)生鍵的破斷。因此，共價鍵資料是脆性的三、共價鍵三、共價鍵四、范德華力四、范德華力1、本質(zhì)：由于近鄰原子的相互作用引起電荷位移而構(gòu)成偶極子，借助這種微弱的、瞬時的電偶極矩的感應(yīng)作用，將原來具有穩(wěn)定的原子構(gòu)造的原子或分子結(jié)合為一體的鍵合。2、靜電力、誘導(dǎo)力、色散力3、特點：1無方向性和飽和性；2結(jié)合力弱范德瓦耳斯力五、氫鍵五、氫鍵1、本質(zhì)：氫原子中獨一的電子被其它原子所共有共價鍵結(jié)合，裸露的帶正電荷的原子核將與近鄰分子的負(fù)端相互吸引氫橋2、特點：1具有方向性和飽和性；2鍵能介于化學(xué)鍵和范德瓦耳斯力之間。小結(jié)小結(jié)重要概念重要概念分子、原子；分子、原子；主量子數(shù)主量子數(shù)n、軌道角量子數(shù)、軌道角量子數(shù)li、