對(duì)高中化學(xué)新、教學(xué)中幾個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題的討論(廖顯威)

1、對(duì)高中化學(xué)新教材、教學(xué)中幾個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題的討論廖顯威廖顯威 四川師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院四川師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院o 個(gè)個(gè) 人人 簡(jiǎn)簡(jiǎn) 歷歷o廖顯威廖顯威 （1947.3- 1947.3- ），男，重慶榮昌人，四川師范大學(xué)化學(xué)與），男，重慶榮昌人，四川師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院教授，碩士生導(dǎo)師，長(zhǎng)期從事理論化學(xué)和化學(xué)教育材料科學(xué)學(xué)院教授，碩士生導(dǎo)師，長(zhǎng)期從事理論化學(xué)和化學(xué)教育的研究工作。的研究工作。o19821982年春，畢業(yè)于四川師范大學(xué)化學(xué)系，留校任教。年春，畢業(yè)于四川師范大學(xué)化學(xué)系，留校任教。o1986.71986.71987.71987.7，作為訪問(wèn)學(xué)者在加拿大，作為訪問(wèn)學(xué)者在加拿大

2、McMasterMcMaster大學(xué)從事結(jié)構(gòu)大學(xué)從事結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)化學(xué)的科研工作，專(zhuān)攻無(wú)機(jī)化學(xué)的科研工作，專(zhuān)攻MossbauerMossbauer譜。譜。o1990.81990.81991.11991.1，作為訪問(wèn)學(xué)者在德國(guó)，作為訪問(wèn)學(xué)者在德國(guó)JenaJena大學(xué)從事大學(xué)從事IRIR光譜光譜,X-,X-射射線衍譜的科研工作。線衍譜的科研工作。o1997.91997.91998.81998.8，作為訪問(wèn)學(xué)者在四川大學(xué)從事理論化學(xué)的科研，作為訪問(wèn)學(xué)者在四川大學(xué)從事理論化學(xué)的科研工作，主要進(jìn)行有機(jī)物工作，主要進(jìn)行有機(jī)物UVUV譜譜,IR,IR譜譜,NMR,NMR譜的量子化學(xué)計(jì)算。譜的量子化學(xué)計(jì)算。o長(zhǎng)期以

3、來(lái)，承擔(dān)本科生、研究生的長(zhǎng)期以來(lái)，承擔(dān)本科生、研究生的物理化學(xué)物理化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)、普通化學(xué)原理普通化學(xué)原理、量子力學(xué)量子力學(xué)、量子化學(xué)量子化學(xué)、專(zhuān)業(yè)英專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)語(yǔ)、化學(xué)與社會(huì)化學(xué)與社會(huì)、化學(xué)奧賽講座化學(xué)奧賽講座等專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)工等專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)工作。作。o 已出版的著作有已出版的著作有化學(xué)化學(xué)，1986-19961986-1996國(guó)際化學(xué)奧林國(guó)際化學(xué)奧林匹克競(jìng)賽試題詳解匹克競(jìng)賽試題詳解，競(jìng)賽化學(xué)教程競(jìng)賽化學(xué)教程等。等。o 在在化學(xué)學(xué)報(bào)化學(xué)學(xué)報(bào)、無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào)無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào)、光譜學(xué)與光譜光譜學(xué)與光譜分析分析，化學(xué)物理學(xué)報(bào)化學(xué)物理學(xué)報(bào)、發(fā)光學(xué)報(bào)發(fā)光學(xué)報(bào)、原子與原子與分子物理學(xué)報(bào)分子物理學(xué)報(bào)、波譜

4、學(xué)雜志波譜學(xué)雜志、化學(xué)研究與應(yīng)用化學(xué)研究與應(yīng)用、四川大學(xué)學(xué)報(bào)四川大學(xué)學(xué)報(bào)、化學(xué)教育化學(xué)教育、四川師范大四川師范大學(xué)學(xué)報(bào)學(xué)學(xué)報(bào)、中學(xué)化學(xué)中學(xué)化學(xué)等學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表科研論文百等學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表科研論文百余篇。余篇。o 19971997年獲四川省政府頒發(fā)的教學(xué)成果二等獎(jiǎng)，年獲四川省政府頒發(fā)的教學(xué)成果二等獎(jiǎng)，19981998年年和和20112011年獲得中國(guó)化學(xué)會(huì)奧賽培訓(xùn)優(yōu)秀教師獎(jiǎng)，年獲得中國(guó)化學(xué)會(huì)奧賽培訓(xùn)優(yōu)秀教師獎(jiǎng)，19991999年榮獲曾憲梓基金優(yōu)秀教師三等獎(jiǎng)，年榮獲曾憲梓基金優(yōu)秀教師三等獎(jiǎng)，20032003年獲校級(jí)優(yōu)秀年獲校級(jí)優(yōu)秀課堂教學(xué)獎(jiǎng)。課堂教學(xué)獎(jiǎng)。o 近二十年來(lái)，一直在四川省各國(guó)家級(jí)、省市級(jí)重

5、點(diǎn)中學(xué)近二十年來(lái)，一直在四川省各國(guó)家級(jí)、省市級(jí)重點(diǎn)中學(xué)舉辦化學(xué)奧賽講座，深受廣大中學(xué)師生歡迎。舉辦化學(xué)奧賽講座，深受廣大中學(xué)師生歡迎。o 曾任四川師范大學(xué)化學(xué)系副系主任、系主任、四川師范曾任四川師范大學(xué)化學(xué)系副系主任、系主任、四川師范大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院院長(zhǎng)。曾任四川省化學(xué)化學(xué)和大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院院長(zhǎng)。曾任四川省化學(xué)化學(xué)和化工學(xué)會(huì)教育專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主任，化學(xué)競(jìng)賽委員會(huì)副主任化工學(xué)會(huì)教育專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主任，化學(xué)競(jìng)賽委員會(huì)副主任等職。曾長(zhǎng)期擔(dān)任四川省高考化學(xué)（及理科綜合）閱卷等職。曾長(zhǎng)期擔(dān)任四川省高考化學(xué)（及理科綜合）閱卷工作的骨干教師和指導(dǎo)委員。工作的骨干教師和指導(dǎo)委員。o 2008.82008.

6、8退休，現(xiàn)為四川師范大學(xué)校級(jí)督導(dǎo)，四川省化退休，現(xiàn)為四川師范大學(xué)校級(jí)督導(dǎo)，四川省化學(xué)化工學(xué)會(huì)常務(wù)理事、化學(xué)競(jìng)賽委員會(huì)委員。學(xué)化工學(xué)會(huì)常務(wù)理事、化學(xué)競(jìng)賽委員會(huì)委員。o 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（選修（選修3 3） （1 1）人民教育出版社（吳國(guó)慶主編）人民教育出版社（吳國(guó)慶主編） （“京版京版”） （2 2）山東科技技術(shù)出版社（陳光巨主編）山東科技技術(shù)出版社（陳光巨主編） （“魯版魯版”） （3 3）江蘇教育出版社（王祖浩主編）江蘇教育出版社（王祖浩主編） （“蘇版蘇版”）1.前言前言o 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（選修（選修3 3）o 基本板塊基本板塊o （1 1） 原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)o

7、（2 2） 分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)o （3 3） 晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)o （4 4） 配合物結(jié)構(gòu)配合物結(jié)構(gòu)2. 原子與分子結(jié)構(gòu)（1 1）對(duì)電子云小對(duì)電子云小黒黒點(diǎn)圖的正確理解是：點(diǎn)圖的正確理解是： (A) (A) 小小黒黒點(diǎn)代表電子點(diǎn)代表電子 (B) (B) 小小黒黒點(diǎn)代表電子留下的痕跡點(diǎn)代表電子留下的痕跡 (C) (C) 離核越近的地方，電子出現(xiàn)的幾率越離核越近的地方，電子出現(xiàn)的幾率越 大大 (D)(D)在兩個(gè)面積相等的區(qū)域內(nèi)，小在兩個(gè)面積相等的區(qū)域內(nèi)，小黒黒點(diǎn)密點(diǎn)密 度越大，電子出現(xiàn)的幾率越大度越大，電子出現(xiàn)的幾率越大 幾率密度和幾率這兩個(gè)重要概念幾率密度和幾率這兩個(gè)重要概念o（2 2）下面結(jié)論中不

8、正確的是）下面結(jié)論中不正確的是o ( A) s( A) s軌道和軌道和s s軌道可生成軌道可生成鍵鍵o (B) s(B) s軌道和軌道和s s軌道可生成軌道可生成鍵鍵o (C) p(C) p軌道和軌道和p p軌道可生成軌道可生成鍵鍵o (D) p(D) p軌道和軌道和p p軌道可生成軌道可生成鍵鍵o但新教材蘇版中卻有這樣一個(gè)結(jié)論：但新教材蘇版中卻有這樣一個(gè)結(jié)論：“s s軌道與軌道與s s軌道重疊形成的共軌道重疊形成的共價(jià)鍵無(wú)方向性。價(jià)鍵無(wú)方向性?！贝私Y(jié)論欠妥，甚至不能被接受，它會(huì)給廣大中學(xué)此結(jié)論欠妥，甚至不能被接受，它會(huì)給廣大中學(xué)師生帶來(lái)一些錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，好象有的共價(jià)鍵有方向性，而有的共價(jià)師生帶

9、來(lái)一些錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，好象有的共價(jià)鍵有方向性，而有的共價(jià)鍵無(wú)方向性。鍵無(wú)方向性。 （3） 關(guān)于鍵的極性和分子（或離子）的極性oO O3 3分子中鍵的極性和分子的極性分子中鍵的極性和分子的極性o在新教材京版中有這樣一段話：在新教材京版中有這樣一段話：“分子的極性是分子中化學(xué)鍵極性的向量分子的極性是分子中化學(xué)鍵極性的向量和。只含非極性鍵的一分子一定是非極性分子；含極性鍵的分子有沒(méi)有極和。只含非極性鍵的一分子一定是非極性分子；含極性鍵的分子有沒(méi)有極性，必須依據(jù)分子中極性鍵的極性的向量和是否等于零而定性，必須依據(jù)分子中極性鍵的極性的向量和是否等于零而定”。o這個(gè)結(jié)論基本是正確的。但部分中學(xué)教師對(duì)這段話不太

10、理解，甚至認(rèn)為有這個(gè)結(jié)論基本是正確的。但部分中學(xué)教師對(duì)這段話不太理解，甚至認(rèn)為有問(wèn)題，所舉反例即為問(wèn)題，所舉反例即為O O3 3分子。分子。O O3 3分子是極性分子，這點(diǎn)上沒(méi)有爭(zhēng)論，關(guān)鍵是分子是極性分子，這點(diǎn)上沒(méi)有爭(zhēng)論，關(guān)鍵是O O3 3中的中的O OO OO O鍵是非極性鍵還是極性鍵？相當(dāng)一部分中學(xué)教師認(rèn)為鍵是非極性鍵還是極性鍵？相當(dāng)一部分中學(xué)教師認(rèn)為O O3 3中的中的O OO O鍵是非極性鍵，理由是相同兩個(gè)原子之間成的鍵一定是非極性鍵，這是鍵是非極性鍵，理由是相同兩個(gè)原子之間成的鍵一定是非極性鍵，這是一個(gè)一個(gè) o錯(cuò)誤的觀點(diǎn)。只有同核雙原子分子中，兩個(gè)相同原子之間的鍵才是非極錯(cuò)誤的觀點(diǎn)。

11、只有同核雙原子分子中，兩個(gè)相同原子之間的鍵才是非極性鍵，如性鍵，如H H2 2中的中的H HH H共價(jià)鍵，共價(jià)鍵，O O2 2中的中的O=OO=O共價(jià)鍵等。但涉及多原子分子時(shí)共價(jià)鍵等。但涉及多原子分子時(shí)，兩個(gè)相同原子之間成的鍵是否有極性，則需考查它們的化學(xué)環(huán)境是否，兩個(gè)相同原子之間成的鍵是否有極性，則需考查它們的化學(xué)環(huán)境是否相同。相同。O O3 3分子為角形，中間分子為角形，中間O O原子與兩端原子與兩端O O原子所處的化學(xué)環(huán)境顯然不同原子所處的化學(xué)環(huán)境顯然不同，故三個(gè)，故三個(gè)O O原子周?chē)姾傻姆植家欢ú幌嗟?，故兩個(gè)原子周?chē)姾傻姆植家欢ú幌嗟?，故兩個(gè)O OO O鍵都是極性鍵鍵都是極性鍵，不

12、可能是非極性鍵。我們采用量子化學(xué)的，不可能是非極性鍵。我們采用量子化學(xué)的CaussianCaussian Program Program，在，在B3LYP/STOB3LYP/STO3G3G水平上對(duì)水平上對(duì)O O3 3進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果與我們預(yù)測(cè)的結(jié)果相同，與文進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果與我們預(yù)測(cè)的結(jié)果相同，與文獻(xiàn)值獻(xiàn)值14 1514 15基本吻合，表基本吻合，表1 1給出了計(jì)算結(jié)果及文獻(xiàn)值。給出了計(jì)算結(jié)果及文獻(xiàn)值。o Gaussian Program: B3LYP/STO-3G (Gaussian Program: B3LYP/STO-3G (量子化學(xué)計(jì)算）量子化學(xué)計(jì)算）o 鍵長(zhǎng)：鍵長(zhǎng)：O O1 1-O-O2

13、 2 1.2644 O 1.2644 O1 1-O-O3 3 1.2644 1.2644o 鍵角：鍵角：O O2 2O O1 1O O3 3 117.9 117.9o 電荷：電荷：O O1 1: 0.231; O: 0.231; O2 2: -0.116; O: -0.116; O3 3: -0.116: -0.116o 偶極矩：偶極矩：0.61470.6147o 文獻(xiàn)值：（北師大等主編，文獻(xiàn)值：（北師大等主編，無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)上冊(cè)上冊(cè) P.99P.99；o 下冊(cè)下冊(cè) P.492 )P.492 )o 鍵長(zhǎng)：鍵長(zhǎng)：127.8 127.8 鍵角：鍵角：116.8 116.8 偶極矩：偶極矩：0.5

14、40.54CCHHHHHH1.下列分子或離子中，只有極性鍵的是(A) (B) N2O 即 (C) CH2CHCHCH2 (D) CH3CH2CH2CH3NNO2. 下列分子或離子中，只有非極性鍵的是 (A) (B)白磷（P4） CCCHHHHHHHH (C) 即 NNN- (D)PPPPN3-CH2CH2CH23. 下列分子或離子中，既有極性鍵又有非極性鍵的是(A) CH3CH2OH (B) CH3CH2CH2OH(C) CH3C CCH3 (D) CH3CH = CH24.下列分子或離子中，只有極性鍵的是(A) 過(guò)氧化氫 HOOH (B) (C) O3 即 (D) O2 即 CCCHHHHC

15、HHHHHHOOOOOo 3. 3. 晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)1. 1. 立方ZnSZnS和NaClNaCl這兩種物質(zhì)，從化學(xué)性質(zhì)上看有很大的區(qū)別，但從晶體結(jié)構(gòu)的 角度來(lái)看，兩者卻有很多共同之處。在下面對(duì)其共同之處的描述中，不正確的是：(A) (A) 這兩種晶體都屬于立方晶系；(B) (B) 這兩種晶體都屬于二元離子晶體；(C) (C) 這兩種晶體都屬于面心立方晶格型式；(D) (D) 在這兩種晶體中，帶負(fù)電荷的微粒的堆積方式都屬于立方最密堆積（或稱面心立方堆積，或稱銅型堆積）。2.CsCl和CaF2都屬于離子晶體，但從晶體結(jié)構(gòu)的角度來(lái)看，兩者存在著很多差異, ,在下面描述這些差異性的論斷中，不正確的

16、是：(A) (A) 這兩種晶體的晶格型式不相同；(B) (B) 在這兩種晶體中，正負(fù)離子的配位數(shù)之比不相同；(C) (C) 在這兩種晶體中，負(fù)離子的堆積方式不相同；(D) (D) 在這兩種晶體中，每個(gè)晶胞中所含的離子數(shù)不相同。o （3-13-1）立方立方ZnSZnS屬于何種晶體？屬于何種晶體？o （3-23-2）干冰屬于何種晶格型式？干冰屬于何種晶格型式？（3-3） NaCl, CsCl, CaF2,立方ZnS中的負(fù)離子， 各采取什么堆積型式？（3-4） NaCl, 金屬銅，CaF2, CO2(s)，各屬什 么晶格型式？ S2-和Zn2+的離子半徑分別182pm和83pm, 在立方立方 ZnS

17、 中中,SZn的最短距離為的最短距離為235pm。 在京版中有這樣一段話，值得商榷：“石墨晶體中，既有共價(jià)鍵，又有 金屬鍵，還有范德華力，是一種混合晶體?！?o（4 4）何謂金屬鍵？金屬鍵有什么特性？它與離域）何謂金屬鍵？金屬鍵有什么特性？它與離域鍵有何不同？鍵有何不同？o （徐光憲，王祥云，（徐光憲，王祥云，物質(zhì)結(jié)構(gòu)物質(zhì)結(jié)構(gòu)第二版第二版 P.650P.650）o例題：例題： 在下列作用力中，不具有在下列作用力中，不具有“無(wú)方向性、無(wú)飽和性無(wú)方向性、無(wú)飽和性”特征的是特征的是o o 金屬鍵金屬鍵 離子鍵離子鍵 分子間力分子間力 離域離域鍵鍵 （4）由下表數(shù)據(jù)，能得出“鍵強(qiáng)于鍵”的結(jié)論嗎？共價(jià)鍵

18、共價(jià)鍵鍵能鍵能/KJmol-1OO142OO497.3NN193NN418NN946CO351CO745（4）鍵能和鍵焓o周公度，周公度，結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ); ; 傅獻(xiàn)彩，傅獻(xiàn)彩，物理化學(xué)物理化學(xué)（上冊(cè)）；（上冊(cè)）；o北師大等，北師大等，無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)（上冊(cè)）；（上冊(cè)）；o按熱化學(xué)觀點(diǎn)，雙原子分子按熱化學(xué)觀點(diǎn)，雙原子分子A-BA-B鍵的鍵能是指在鍵的鍵能是指在101.3kPa101.3kPa和和298K298K時(shí)，時(shí)，o反應(yīng)體系反應(yīng)體系o o AB(gAB(g) ) = = A(gA(g) + ) + B(gB(g) )o焓的改變量。所以在焓的改變量。所以在101.3kPa101.3k

19、Pa和和298K298K時(shí)，雙原子分子的解離能就是它的鍵能?？芍睍r(shí)，雙原子分子的解離能就是它的鍵能。可直接從熱化學(xué)測(cè)量中得到。接從熱化學(xué)測(cè)量中得到。o 對(duì)于多原子分子，鍵的解離能并不能代表鍵能。而鍵焓是鍵的解離能的平均對(duì)于多原子分子，鍵的解離能并不能代表鍵能。而鍵焓是鍵的解離能的平均值。考慮到實(shí)用性，一般表中給出的鍵能數(shù)據(jù)實(shí)質(zhì)上是鍵焓的鍵焓，只是由于不的已值?？紤]到實(shí)用性，一般表中給出的鍵能數(shù)據(jù)實(shí)質(zhì)上是鍵焓的鍵焓，只是由于不的已姑且叫它鍵能。姑且叫它鍵能。4.幾個(gè)值得探討的問(wèn)題：o 4.1 4.1 什么叫原子軌道？什么叫原子軌道？ “ “蘇版蘇版”：“這里所說(shuō)的原子軌道與宏觀物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)軌跡這里

20、所說(shuō)的原子軌道與宏觀物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)軌跡不同，它是指量子力學(xué)描述電子在原子核外空間運(yùn)動(dòng)的主要區(qū)不同，它是指量子力學(xué)描述電子在原子核外空間運(yùn)動(dòng)的主要區(qū)域。域?！?“ “京版京版”：“常把電子出現(xiàn)的概率約為常把電子出現(xiàn)的概率約為90%90%的空間圈出來(lái)。的空間圈出來(lái)。人們把這種電子云輪廓圖稱為原子軌道。人們把這種電子云輪廓圖稱為原子軌道。” * * 多電子體系多電子體系多電子原子和多原子分子多電子原子和多原子分子 軌道近似方法軌道近似方法( (或稱單電子近似和電子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)模型或稱單電子近似和電子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)模型) ) 此時(shí)，我們把原子中單電子的波函數(shù)此時(shí)，我們把原子中單電子的波函數(shù) 稱為原子軌道。同理稱為原

21、子軌道。同理，我們把分子中單電子的波函數(shù)稱為分子軌道。，我們把分子中單電子的波函數(shù)稱為分子軌道。iiii= Ei=o 4.24.2關(guān)于用小黑點(diǎn)表示的電子云圖關(guān)于用小黑點(diǎn)表示的電子云圖d2P =d = d 蘇版蘇版：“用小黑點(diǎn)代表電子在核用小黑點(diǎn)代表電子在核外空間區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)，小黑點(diǎn)的外空間區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)，小黑點(diǎn)的疏密與電子在該區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)大疏密與電子在該區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)大小成正比。小成正比?！?幾率密度與幾率幾率密度與幾率2幾率密度幾率密度2 d幾率幾率 小黑點(diǎn)密度大的地方（單位體積）表示電子在那里小黑點(diǎn)密度大的地方（單位體積）表示電子在那里出現(xiàn)的幾率密度大，稀則表示幾率密度小。在電

22、子云圖出現(xiàn)的幾率密度大，稀則表示幾率密度小。在電子云圖取兩個(gè)面積相等的區(qū)域取兩個(gè)面積相等的區(qū)域A A和和B B來(lái)觀察，則小黑點(diǎn)密度大的來(lái)觀察，則小黑點(diǎn)密度大的區(qū)域內(nèi)電子出現(xiàn)的幾率大。區(qū)域內(nèi)電子出現(xiàn)的幾率大。徑向幾率3srD(r)1sao 和和 對(duì)對(duì) r 作圖作圖1s21s 和和 對(duì)對(duì) r 作圖作圖1s21s 等密度面等密度面 電子云界面圖電子云界面圖o 4.34.3關(guān)于關(guān)于MoellerMoeller記憶圖記憶圖 o 蘇版蘇版：“原子核外電子排布的軌道能量順序。原子核外電子排布的軌道能量順序?！眔 國(guó)外教材國(guó)外教材：MoellerMoeller記憶圖記憶圖o 國(guó)內(nèi)教材國(guó)內(nèi)教材：構(gòu)造原理圖：構(gòu)造

23、原理圖1s1s2s2s2p2p3s3s3p3p3d3d4s4s4p4p4d4d4f4f5s5s5p5p5d5d5f5f5g5g6s6s6p6p6d6d7s7s構(gòu)造原理o 原子軌道能量與原子序數(shù)的關(guān)系圖原子軌道能量與原子序數(shù)的關(guān)系圖 34340.64,4.00dSdSEeV EeVEE K（19號(hào)）：號(hào)）： 343418.7,7.53dSdSEeV EeVEE Ni（28號(hào)）：號(hào)）：o 4.44.4晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)o 4.4.14.4.1密堆積中空隙種類(lèi)密堆積中空隙種類(lèi)蘇版蘇版：立方堆積（：立方堆積（ ：簡(jiǎn)單立方堆積）：簡(jiǎn)單立方堆積） （密置層）這種排列形成了兩類(lèi)空密置層）這種排列形成了兩類(lèi)空隙

24、。隙。 空隙種類(lèi)：三角形空隙，四面體空隙，八面體空空隙種類(lèi)：三角形空隙，四面體空隙，八面體空隙，立方體空隙等等。隙，立方體空隙等等。非密置層非密置層密置層密置層o 2.4.22.4.2關(guān)于等徑圓球堆積方式的概念關(guān)于等徑圓球堆積方式的概念立方立方ZnSZnS晶胞晶胞簡(jiǎn)單立方晶胞簡(jiǎn)單立方晶胞非密置層非密置層5. 晶體結(jié)構(gòu)問(wèn)題o（1 1）幾個(gè)重要概念）幾個(gè)重要概念o 晶體類(lèi)型（種類(lèi)），晶系，晶格型式，密堆積方式晶體類(lèi)型（種類(lèi)），晶系，晶格型式，密堆積方式o （類(lèi)型）（類(lèi)型）o 晶體類(lèi)型：金屬晶體、離子晶體、原子晶體、分子晶體類(lèi)型：金屬晶體、離子晶體、原子晶體、分子o 晶體、氫鍵型晶體、混合鍵型晶體，

25、晶體、氫鍵型晶體、混合鍵型晶體，-o 晶系：（晶系：（7 7大晶系）立方、六方、四方、三方、正大晶系）立方、六方、四方、三方、正 o 交交 、 單斜、三斜單斜、三斜o 晶格型式：晶格型式： （1414種）面心立方、體心立方、簡(jiǎn)單立種）面心立方、體心立方、簡(jiǎn)單立 o 方、方、-o 密堆積方式：立方最密堆積、六方最密堆積、立方密堆積方式：立方最密堆積、六方最密堆積、立方o 密堆積、簡(jiǎn)單立方堆積、密堆積、簡(jiǎn)單立方堆積、-o （3-13-1）立方立方ZnSZnS屬于何種晶體？屬于何種晶體？o （3-23-2）干冰屬于何種晶格型式？干冰屬于何種晶格型式？（3-3） NaCl, CsCl, CaF2,立方

26、ZnS中的負(fù)離子， 各采取什么堆積型式？（3-4） NaCl, 金屬銅，CaF2, CO2(s)，各屬什 么晶格型式？ S2-和Zn2+的離子半徑分別182pm和83pm, 在立方立方 ZnS 中中,SZn的最短距離為的最短距離為235pm。 o 密堆積和晶格型式間的關(guān)系密堆積和晶格型式間的關(guān)系o 魯版魯版：“在稱為干冰的二氧化碳分子晶體中，作為線型分在稱為干冰的二氧化碳分子晶體中，作為線型分子的二氧化碳在空間是以子的二氧化碳在空間是以A A1 1型密堆積方式形成晶體。型密堆積方式形成晶體?！眔 潘道皚等潘道皚等：“形成了以分子的中心作立方密堆積排列；同形成了以分子的中心作立方密堆積排列；同時(shí)

27、，時(shí)，COCO2 2分子的軸平行于立方體體對(duì)角線。分子的軸平行于立方體體對(duì)角線?！眔 郭用猷郭用猷：等同點(diǎn)及其應(yīng)用。：等同點(diǎn)及其應(yīng)用。COCO2 2晶胞晶胞金剛石晶胞金剛石晶胞NaCl晶胞, CaF2晶胞，CsCl晶胞COCO2 2晶胞晶胞金剛石晶胞金剛石晶胞冰的氫鍵結(jié)構(gòu)氧氧氫氫o * * *注注: :晶體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)晶體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)o 1 1）晶胞：）晶胞： 組成晶體的最小，最基本單位；（一定）組成晶體的最小，最基本單位；（一定） 是平行六面體；平移（或堆積）成晶體。是平行六面體；平移（或堆積）成晶體。o 2 2）七大晶系）七大晶系 ： 立方，六方，四方，三方，正交，單立方，六方，四方，三方

28、，正交，單斜，三斜。（軸對(duì)稱性）斜，三斜。（軸對(duì)稱性）o 3 3）十四種晶格型式：（點(diǎn)陣型式，布拉威格子，正當(dāng)）十四種晶格型式：（點(diǎn)陣型式，布拉威格子，正當(dāng)單位，正當(dāng)晶胞）單位，正當(dāng)晶胞）o 立方晶系立方晶系 ：簡(jiǎn)單立方（：簡(jiǎn)單立方（P)P)，體心立方，體心立方(I)(I)，面心立方，面心立方 (F)(F)o 六方晶系六方晶系 ：六方：六方(H)(H) 四方晶系：四方晶系： 簡(jiǎn)單四方，體心四方簡(jiǎn)單四方，體心四方o 三方晶系：三方晶系： 三方三方(R)(R)o 正交晶系：正交晶系： 簡(jiǎn)單，體心，面心，底心簡(jiǎn)單，體心，面心，底心(C)(C)o 單斜晶系：?jiǎn)涡本担?簡(jiǎn)單，底心簡(jiǎn)單，底心o 三斜晶系

29、：三斜晶系： 簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單o 4)4)堆積方式：（就金屬單質(zhì)或某一組分而言）堆積方式：（就金屬單質(zhì)或某一組分而言）o 立方最密堆積（立方最密堆積（A1A1型型): ): 抽面心立方晶胞抽面心立方晶胞o 六方最密堆積（六方最密堆積（A3A3型型) )：抽六方晶胞：抽六方晶胞o 立方密堆積立方密堆積 （A2A2型型) )：抽體心立方晶胞：抽體心立方晶胞o 金剛石型堆積（金剛石型堆積（A4A4型型) )：抽面心立方晶胞：抽面心立方晶胞o 簡(jiǎn)單立方堆積簡(jiǎn)單立方堆積 ：抽簡(jiǎn)單立方晶胞：抽簡(jiǎn)單立方晶胞o 其它：其它：Mn,Ga,Hg,Sb,BiMn,Ga,Hg,Sb,Bi,6.進(jìn)一步探討的問(wèn)題：o 6.16.

30、1共價(jià)鍵的特點(diǎn)共價(jià)鍵的特點(diǎn)方向性和飽和性方向性和飽和性 蘇版蘇版：“s s軌道和軌道和s s軌道重疊形成的共價(jià)鍵無(wú)方向。軌道重疊形成的共價(jià)鍵無(wú)方向?！眔 ）什么叫軌道？波函數(shù)表達(dá)式）什么叫軌道？波函數(shù)表達(dá)式( , , )( , , )x y zr o ）s,p,ds,p,d波函圖像（波函圖像（“”號(hào)的意思）號(hào)的意思）zxyzxyx2pxydzxyo 6.2 石墨型晶體的類(lèi)型（名稱）石墨型晶體的類(lèi)型（名稱） 蘇版蘇版, 京版京版： 石墨石墨“混合晶體混合晶體” （潘（潘 ，郭）：，郭）： 混合鍵型晶體混合鍵型晶體 （唐）：（唐）： 混合型晶體混合型晶體o 京版京版： 石墨晶體中，既有共價(jià)鍵，又有

31、金屬鍵，還有范德石墨晶體中，既有共價(jià)鍵，又有金屬鍵，還有范德華力，華力，-是一種混合晶體。是一種混合晶體。o 無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)上冊(cè)上冊(cè)，（宋天佑等），（宋天佑等）o “在金屬晶體中，自由電子匯集成在金屬晶體中，自由電子匯集成電子的海洋電子的海洋，失去，失去電子的金屬離子浸在自由電子的海洋中。金屬中的自由電電子的金屬離子浸在自由電子的海洋中。金屬中的自由電子把金屬子把金屬 正離子吸引并約束在一起，這就是金屬鍵的實(shí)質(zhì)正離子吸引并約束在一起，這就是金屬鍵的實(shí)質(zhì)。6.進(jìn)一步探討的問(wèn)題：o 結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)（周公度，段連運(yùn)）（周公度，段連運(yùn)）o “這些在三維空間中運(yùn)動(dòng)，離域范圍很大的電子，與正這

32、些在三維空間中運(yùn)動(dòng)，離域范圍很大的電子，與正離子膠合在一起，形成金屬晶體。金屬的這種結(jié)合力稱離子膠合在一起，形成金屬晶體。金屬的這種結(jié)合力稱為金屬鍵。為金屬鍵?！眔 無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)（申冸文主編）（申冸文主編）o “對(duì)金屬鍵本質(zhì)的理解有對(duì)金屬鍵本質(zhì)的理解有自由電子自由電子模型和能帶理論模型和能帶理論等，前者根據(jù)金屬元素的電負(fù)性較小，電離能也小，外等，前者根據(jù)金屬元素的電負(fù)性較小，電離能也小，外層價(jià)電子容易脫離原子核的束縛而在金屬晶粒中由各個(gè)層價(jià)電子容易脫離原子核的束縛而在金屬晶粒中由各個(gè)正離子形成的勢(shì)場(chǎng)中自由地運(yùn)動(dòng)，即為正離子形成的勢(shì)場(chǎng)中自由地運(yùn)動(dòng)，即為自由電子自由電子或或稱稱離域電子離域電子

33、。這些在三維空間中運(yùn)動(dòng)，離域范圍很。這些在三維空間中運(yùn)動(dòng)，離域范圍很大的電子，與正離子吸引膠合在一起，形成金屬晶體。大的電子，與正離子吸引膠合在一起，形成金屬晶體。”o 6.3 立方立方ZnS 屬于哪一類(lèi)晶體？（化學(xué)鍵？）屬于哪一類(lèi)晶體？（化學(xué)鍵？）o 離子鍵？共價(jià)鍵？離子鍵？共價(jià)鍵？o 6.4 配合物中的配位體配合物中的配位體NO2（硝基）是否帶有電（硝基）是否帶有電荷？荷？ Co(NO2)3(NH3)3 三硝基三硝基三氨合鈷（三氨合鈷（）（章）（章） Pt(NH2)(NO2)(NH3)2 氨基氨基硝基硝基二氨合鉑（二氨合鉑（）（章）（章） Co(NO2)(NH3)52+ 硝基硝基五氨合鈷（

34、五氨合鈷（）（楊）（楊） Co(ONO)(NH3)52+ 亞硝酸根五氨合鈷（亞硝酸根五氨合鈷（）（楊）（楊） o* * 關(guān)于ZnS的討論o 1）潘道皚等，物質(zhì)結(jié)構(gòu)（高教出版社）o “在立方ZnS晶體中的化學(xué)鍵是具有極性的共價(jià)鍵，也屬于共價(jià)鍵型晶體，常稱之謂AB共價(jià)鍵型晶體?！眔 2) 張克從，近代晶體學(xué)基礎(chǔ)（科學(xué)出版社）o “根據(jù)所查明的物化性質(zhì)來(lái)判斷閃鋅礦的鍵型，它應(yīng)該既不純屬于離子鍵，也不純屬于共價(jià)鍵離子鍵與共價(jià)鍵之間的中間型鍵才更為妥善?！眔 3）麥松威，周公度等，高等無(wú)機(jī)結(jié)構(gòu)化學(xué)o （北京大學(xué)出版社）o “立方ZnS的結(jié)構(gòu)可看作S原子作立方最密堆積，Zn原子占據(jù)一半四面體空隙形成，鍵型

35、介o 于于離子鍵與共價(jià)鍵之間?！眔 4）錢(qián)逸泰，結(jié)晶化學(xué)， P.252-253 （中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社）o “化合物MX可能取ZnS型結(jié)構(gòu)，但難于預(yù)言取六方型還是取立方型。一般說(shuō)來(lái)，氧化物傾向于六方結(jié)構(gòu)，硫化物傾向于立方結(jié)構(gòu)，這說(shuō)明共價(jià)鍵強(qiáng)的傾向于立方ZnS結(jié)構(gòu)，引起這樣的原因尚不清楚，可能是六方結(jié)構(gòu)具有稍大的晶格能之故?！?S2-和Zn2+的離子半徑分別182pm和83pm, 在立方立方ZnSZnS 中中,S,SZnZn的最短距離為的最短距離為235pm235pm。 o 6.5 正確看待化學(xué)研究中的學(xué)術(shù)爭(zhēng)論正確看待化學(xué)研究中的學(xué)術(shù)爭(zhēng)論 晶胞、晶系和晶格型式晶胞、晶系和晶格型式為什么六方格子

36、選左圖而不選右圖？為什么六方格子選左圖而不選右圖？o NO2的雜化，大的雜化，大鍵；鍵；o NO2的雜化，大的雜化，大鍵；鍵； ClO2的雜化，成鍵，大的雜化，成鍵，大鍵；鍵；o 的物理意義；的物理意義；o C2是順磁性，還是抗磁性；是順磁性，還是抗磁性；o 用一維中粒子公式用一維中粒子公式 E=n2h2/8ml2處理含處理含n個(gè)碳原子的個(gè)碳原子的共軌鏈烯烴共軌鏈烯烴電子時(shí)，鏈長(zhǎng)按（電子時(shí)，鏈長(zhǎng)按（N-1）個(gè)）個(gè)C-C鍵計(jì)算，還鍵計(jì)算，還是按是按n個(gè)個(gè)C-C鍵計(jì)算？（鍵計(jì)算？（C=C-C=C-.C=C）o 2011年化學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)，（以色列）達(dá)尼埃爾年化學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)，（以色列）達(dá)尼埃爾謝赫特謝赫特

37、曼；準(zhǔn)晶體（曼；準(zhǔn)晶體（1982）( , , )x y zo 關(guān)于鍵的極性和分子的極性關(guān)于鍵的極性和分子的極性o 京版京版：“只含非極性鍵的分子一定是非極性分子；只含非極性鍵的分子一定是非極性分子；含極性鍵的分子有沒(méi)有極性，必須依據(jù)分子中極性鍵的含極性鍵的分子有沒(méi)有極性，必須依據(jù)分子中極性鍵的o 極性的向量和是否等于零而定。極性的向量和是否等于零而定。”o 1 1）臭氧）臭氧 O O3 3 ：o O2O1O3 O2O1O3o 2) 2) 疊氮酸根疊氮酸根 N N3 3- - ：o N1N2N3 N1N2N3 - - o Gaussian Program: B3LYP/STO-3G (Gauss

38、ian Program: B3LYP/STO-3G (量子化學(xué)計(jì)算）量子化學(xué)計(jì)算）o 鍵長(zhǎng)：鍵長(zhǎng)：O O1 1-O-O2 2 1.2644 O 1.2644 O1 1-O-O3 3 1.2644 1.2644o 鍵角：鍵角：O O2 2O O1 1O O3 3 117.9 117.9o 電荷：電荷：O O1 1: 0.231; O: 0.231; O2 2: -0.116; O: -0.116; O3 3: -0.116: -0.116o 偶極矩：偶極矩：0.61470.6147o 文獻(xiàn)值：（北師大等主編，文獻(xiàn)值：（北師大等主編，無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)上冊(cè)上冊(cè) P.99P.99；o 下冊(cè)下冊(cè) P.4

39、92 )P.492 )o 鍵長(zhǎng)：鍵長(zhǎng)：127.8 127.8 鍵角：鍵角：116.8 116.8 偶極矩：偶極矩：0.540.54o 疊氮酸根疊氮酸根 N N3 3- - ： 電荷電荷 (Gaussian Program B3LYP/STO-3G)(Gaussian Program B3LYP/STO-3G)o N1 N1：-0.386 -0.386 o N2 N2：-0.228 N1-N2-N3 -0.228 N1-N2-N3 - -o N3 N3：-0.386-0.386o 鍵長(zhǎng)：鍵長(zhǎng)： N1N1N2, N2N2, N2N3 :139pmN3 :139pmo 偶極矩：偶極矩：0.00280

40、.0028 電荷電荷 (Gaussian Program B3LYP/STO-3G)(Gaussian Program B3LYP/STO-3G)o N1N1：-0.386 -0.386 o N2N2：-0.228-0.228o N3N3：-0.386-0.386o 偶極矩：偶極矩：0.00280.0028o 電荷電荷 o N1N1：-0.008-0.008o N2N2：-0.:076-0.:076o N3N3：-0.237-0.237o H4H4：0.1530.153o 偶極矩：偶極矩：1.52391.5239o 關(guān)于分子極性的對(duì)稱性判據(jù)：關(guān)于分子極性的對(duì)稱性判據(jù)：o 魯版魯版：“ “ 當(dāng)一

41、個(gè)分子的對(duì)稱元素（對(duì)稱面，對(duì)稱軸等當(dāng)一個(gè)分子的對(duì)稱元素（對(duì)稱面，對(duì)稱軸等）相交于一點(diǎn)時(shí)，則這個(gè)分子沒(méi)有極性。）相交于一點(diǎn)時(shí)，則這個(gè)分子沒(méi)有極性?！眔 “ “若分子中只要有兩個(gè)對(duì)稱元素僅僅相交于一點(diǎn)時(shí)若分子中只要有兩個(gè)對(duì)稱元素僅僅相交于一點(diǎn)時(shí)，則分子就不存在偶極矩。，則分子就不存在偶極矩。”o （潘道皚，謝有暢，（潘道皚，謝有暢，7.結(jié)束語(yǔ)o 7.17.1學(xué)習(xí)的階段性問(wèn)題：學(xué)習(xí)的階段性問(wèn)題： 當(dāng)然，科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)有一定的階段性。基于高中化當(dāng)然，科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)有一定的階段性?；诟咧谢瘜W(xué)的教學(xué)特點(diǎn)和高中學(xué)生的接受能力，在物質(zhì)結(jié)構(gòu)的教學(xué)學(xué)的教學(xué)特點(diǎn)和高中學(xué)生的接受能力，在物質(zhì)結(jié)構(gòu)的教學(xué)中，有些基本概

42、念，基本觀點(diǎn)，基礎(chǔ)知識(shí)不可能一步到位中，有些基本概念，基本觀點(diǎn)，基礎(chǔ)知識(shí)不可能一步到位，但也不應(yīng)該提供一些不準(zhǔn)確的甚至是錯(cuò)誤的信息。本文，但也不應(yīng)該提供一些不準(zhǔn)確的甚至是錯(cuò)誤的信息。本文針對(duì)上述一些典型問(wèn)題的討論，以期達(dá)到拋磚引玉的作用針對(duì)上述一些典型問(wèn)題的討論，以期達(dá)到拋磚引玉的作用，讓更多的化學(xué)同仁關(guān)心新一輪教學(xué)改革，讓廣大的中學(xué)，讓更多的化學(xué)同仁關(guān)心新一輪教學(xué)改革，讓廣大的中學(xué)師生在新一輪教學(xué)改革中獲得更多的收益。師生在新一輪教學(xué)改革中獲得更多的收益。o 7.27.2化學(xué)中的規(guī)律性與例外現(xiàn)象化學(xué)中的規(guī)律性與例外現(xiàn)象在化學(xué)這門(mén)科學(xué)的研究和教學(xué)中，有規(guī)律可循，但又有在化學(xué)這門(mén)科學(xué)的研究和教學(xué)

43、中，有規(guī)律可循，但又有例外，對(duì)此一定要有全面的認(rèn)識(shí)。例外，對(duì)此一定要有全面的認(rèn)識(shí)。常溫常壓下，金屬單質(zhì)一般為固體，但水銀為液體。常溫常壓下，金屬單質(zhì)一般為固體，但水銀為液體。在原子的核外電子排布中，我們可以用在原子的核外電子排布中，我們可以用“半充滿半充滿”，“全充滿全充滿”，“全空全空”來(lái)解釋來(lái)解釋 Cr，Mo，Cu，Ag，Au，Pd 的電子構(gòu)型，但的電子構(gòu)型，但 W，Ru，Rh，Pt，Nb等又不遵循這些等又不遵循這些“規(guī)律規(guī)律”。在在AB型化合物中，若型化合物中，若A和和B 電負(fù)性之差大于電負(fù)性之差大于1.7，往往形，往往形成離子化合物；但對(duì)成離子化合物；但對(duì)HF而言，而言，H和和F電負(fù)性

44、之差為電負(fù)性之差為1.9，但但HF應(yīng)該是典型的共價(jià)化合物。應(yīng)該是典型的共價(jià)化合物。o “化學(xué)事實(shí)是頭等重要的東西，而對(duì)事實(shí)的解釋容易過(guò)化學(xué)事實(shí)是頭等重要的東西，而對(duì)事實(shí)的解釋容易過(guò)時(shí)。演繹開(kāi)來(lái)，規(guī)律是對(duì)事實(shí)的概括，當(dāng)然也是頭等重時(shí)。演繹開(kāi)來(lái)，規(guī)律是對(duì)事實(shí)的概括，當(dāng)然也是頭等重要的，但對(duì)規(guī)律的解釋則不應(yīng)過(guò)分。解釋規(guī)律無(wú)非是為要的，但對(duì)規(guī)律的解釋則不應(yīng)過(guò)分。解釋規(guī)律無(wú)非是為了更好地把握事實(shí)的本質(zhì)。了更好地把握事實(shí)的本質(zhì)。對(duì)規(guī)律本身也不能過(guò)分對(duì)規(guī)律本身也不能過(guò)分絕對(duì)化。在化學(xué)中，不規(guī)律比規(guī)律跟普遍。絕對(duì)化。在化學(xué)中，不規(guī)律比規(guī)律跟普遍。其實(shí)，其實(shí)，不規(guī)律正是化學(xué)引人入勝之魅力所在。對(duì)化學(xué)復(fù)雜性認(rèn)不規(guī)

45、律正是化學(xué)引人入勝之魅力所在。對(duì)化學(xué)復(fù)雜性認(rèn)識(shí)之渴求是不應(yīng)泯滅的，因?yàn)樗肋h(yuǎn)是化學(xué)發(fā)展的內(nèi)部識(shí)之渴求是不應(yīng)泯滅的，因?yàn)樗肋h(yuǎn)是化學(xué)發(fā)展的內(nèi)部動(dòng)力。動(dòng)力。” 吳國(guó)慶吳國(guó)慶 無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)上冊(cè)（第四版）上冊(cè)（第四版）8. 川師大附中老師提的有關(guān)問(wèn)題 ：o （1 1）過(guò)渡元素中，同一族的價(jià)電子排布有些不一樣，）過(guò)渡元素中，同一族的價(jià)電子排布有些不一樣，為什么？為什么？o 答：（答：（a a）核外電子填充的順序與原子軌道的能量順序）核外電子填充的順序與原子軌道的能量順序 不是嚴(yán)格的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。不是嚴(yán)格的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。o （b b）過(guò)渡元素）過(guò)渡元素 有有d d軌道，且多數(shù)情況下未充滿軌道，且多數(shù)情

46、況下未充滿，故出現(xiàn)不規(guī)侓現(xiàn)象不足為怪。，故出現(xiàn)不規(guī)侓現(xiàn)象不足為怪。o （c c）（）（n + 0.7l )n + 0.7l )法則只能是一個(gè)近似規(guī)則；法則只能是一個(gè)近似規(guī)則；半充滿，全充滿，全空也只能是半充滿，全充滿，全空也只能是“一般規(guī)侓一般規(guī)侓”。o （d d）重視規(guī)侓，但更要尊重事實(shí)，不要把規(guī)侓）重視規(guī)侓，但更要尊重事實(shí)，不要把規(guī)侓絕對(duì)化。絕對(duì)化。o （e)Cre)Cr, Mo, W ; Cu, Ag, Au ; Pd ;, Mo, W ; Cu, Ag, Au ; Pd ;NbNb, Pt, Pt, o （2 2） 雜化軌道理論中，不同分子中同種原子采用不同雜化軌道理論中，不同分子中同

47、種原子采用不同的雜化方式，其原理是什么？的雜化方式，其原理是什么？o （a a）雜化軌道理論是價(jià)鍵理論的延伸，擴(kuò)展。）雜化軌道理論是價(jià)鍵理論的延伸，擴(kuò)展。o （b b）由實(shí)測(cè)分子（離子）的空間構(gòu)型，可推測(cè)中）由實(shí)測(cè)分子（離子）的空間構(gòu)型，可推測(cè)中心原子的雜化軌道類(lèi)型。心原子的雜化軌道類(lèi)型。o CH CH4 4, N, N3 3- -, O, O3 3, FeF, FeF6 6, , Ni(CN)Ni(CN)4 42-2-, CO, CO3 32-2-, NO, NO2,2,o （c c）在未知構(gòu)型的情況下，可根據(jù)配位原子個(gè)數(shù)）在未知構(gòu)型的情況下，可根據(jù)配位原子個(gè)數(shù)和中心原子的價(jià)電子數(shù)來(lái)心原子的

48、雜化軌道類(lèi)型。和中心原子的價(jià)電子數(shù)來(lái)心原子的雜化軌道類(lèi)型。o Fe(CO) Fe(CO)5 5, Zn(OH), Zn(OH)4 4 2-2-, CuCl, CuCl3 3 2-2-o （d d）用）用VSEPRVSEPR判斷分子構(gòu)型，再推測(cè)中心原子的判斷分子構(gòu)型，再推測(cè)中心原子的雜化軌道類(lèi)型。雜化軌道類(lèi)型。o （e e）但第二，第三過(guò)渡系的金屬離子有些特殊情）但第二，第三過(guò)渡系的金屬離子有些特殊情況。況。o （3 3）氮分子中為什么）氮分子中為什么鍵比鍵比健強(qiáng)？健強(qiáng)？o 共價(jià)鍵共價(jià)鍵 N-N N=N NNN-N N=N NNo 鍵能鍵能/kJ.mol/kJ.mol-1 -1 193 418

49、946193 418 946o 按按MOTMOT的觀點(diǎn)，則的觀點(diǎn)，則o N N2 2 : KK : KK2s2s2s2s* *2p2px x2p2py y 2p2pz z o 由于由于2s2s和和2p2px x能量相近，對(duì)稱性匹配，固重能量相近，對(duì)稱性匹配，固重 新組合成新的分子軌道，稱為新組合成新的分子軌道，稱為“s-ps-p混雜混雜”. .o N N2 2 : 1 : 1g g 1 1u u 2 2g g 2 2u u1 1u u 3 3g go （4 4） 怎么確定配合物中的配位數(shù)？怎么確定配合物怎么確定配合物中的配位數(shù)？怎么確定配合物 的空間構(gòu)型？的空間構(gòu)型？o 答：答：（a a）對(duì)配

50、合）對(duì)配合MLnMLn而言，而言，n n可以為可以為1 1，2 2，3 3，4 4，5 5 ，6 6，7 7，8 8，等等。，等等。o (b)(b)近似規(guī)則：近似規(guī)則：o MLnMLn 中，中， n n為奇數(shù)少，為奇數(shù)少， n n為偶數(shù)多；為偶數(shù)多；o 中心離子：中心離子：M M+ + ， n = 2n = 2o M M2+ 2+ ， n = 4n = 4，6 6 （以（以4 4為主）為主）o M M+ + ， n = 4n = 4，6 6 （以（以6 6為主）為主）o （c c）確定配位數(shù)主要根據(jù)化學(xué)式。確定配位數(shù)主要根據(jù)化學(xué)式。o （d d）若配體中有雙齒配體，三齒配體等，則）若配體中有雙

51、齒配體，三齒配體等，則 既要考慮化學(xué)式，又要考慮配體的配位情既要考慮化學(xué)式，又要考慮配體的配位情 況。況。o （e e）配合物的空間構(gòu)型主要由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。）配合物的空間構(gòu)型主要由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。o （f f）在沒(méi)有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的情況下，可根據(jù)）在沒(méi)有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的情況下，可根據(jù)M M的價(jià)電的價(jià)電子數(shù)，子數(shù)，L L的個(gè)數(shù)，推測(cè)的個(gè)數(shù)，推測(cè)M M的雜化軌道，進(jìn)一步推測(cè)配合物的雜化軌道，進(jìn)一步推測(cè)配合物MLnMLn的空間構(gòu)型。的空間構(gòu)型。o * *注：配合物的空間構(gòu)型和雜化軌道并沒(méi)有嚴(yán)格注：配合物的空間構(gòu)型和雜化軌道并沒(méi)有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系。的對(duì)應(yīng)關(guān)系。o （5 5） 配合物中配位鍵強(qiáng)度大小怎么判斷？為什么配合物中配位

52、鍵強(qiáng)度大小怎么判斷？為什么 Cu(NHCu(NH3 3) )4 4 2+2+比比Cu(HCu(H2 2O)O)4 4 2+2+穩(wěn)定？穩(wěn)定？o （a a）鍵的強(qiáng)度一般可由鍵級(jí)，鍵長(zhǎng)來(lái)確定）鍵的強(qiáng)度一般可由鍵級(jí)，鍵長(zhǎng)來(lái)確定o ( (b)CFTb)CFT: : : NH: NH3 3HH2 2O Oo (c) (c)軟硬酸堿理論：軟硬酸堿理論： CuCu2+ 2+ 交界酸交界酸 NHNH3 3 交界堿交界堿 o H H2 2O O 硬堿硬堿o (d)(d)在多原子分子中，某些鍵的強(qiáng)弱與體系的穩(wěn)在多原子分子中，某些鍵的強(qiáng)弱與體系的穩(wěn) 定性沒(méi)有必然的關(guān)系。定性沒(méi)有必然的關(guān)系。o （6 6） N N和和C

53、lCl的電負(fù)性都是的電負(fù)性都是3.03.0，在，在NClNCl3 3中怎么確定化合中怎么確定化合價(jià)？?jī)r(jià)？o (a)(a)電負(fù)性的計(jì)算主要有兩種方法：電負(fù)性的計(jì)算主要有兩種方法：o L.PaulingL.Pauling formula :( formula :(, ,鍵能；鍵能；X X，電負(fù)性，電負(fù)性) )o = = A-B _A-B _- (- (A-A A-A - - B-BB-B) ) o o X =0.18(X =0.18() ) o 規(guī)定氫的電負(fù)性為規(guī)定氫的電負(fù)性為2.12.1o MullikenMulliken formula :(I, formula :(I,電離能；電離能；Y Y

54、，親合能），親合能）o X = 0.18(I + Y )X = 0.18(I + Y )o 規(guī)定氦的電負(fù)性為規(guī)定氦的電負(fù)性為1.01.0o （b) Paulingb) Pauling在其成名之作在其成名之作化學(xué)鍵的本質(zhì)化學(xué)鍵的本質(zhì)中指中指出：出：“電負(fù)性之值都只取到小數(shù)點(diǎn)后一位，在我看來(lái)，電負(fù)性之值都只取到小數(shù)點(diǎn)后一位，在我看來(lái)，它們的可靠性也只限于這樣的程度。它們的可靠性也只限于這樣的程度。”o 如如PaulingPauling計(jì)算計(jì)算Cl,NCl,N電負(fù)性之值電負(fù)性之值o 原訂電負(fù)性原訂電負(fù)性 修訂電負(fù)性修訂電負(fù)性 最終電負(fù)性最終電負(fù)性o Cl 0.94 2.99 3.0Cl 0.94 2.99 3.0o N 0.95 3.00 3.0 N 0.95 3.00 3.0 o (c) (c) 北師大等，北師大等，無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)下冊(cè)，第四版下冊(cè)，第四版 p.535p.535o 同時(shí)同時(shí)NClNCl3 3中正電性較大的中正電性較大的ClCl（按阿萊（按阿萊- -羅周電負(fù)性羅周電負(fù)性標(biāo)度，標(biāo)度，N = 3.07, Cl = 2.87 )