原子結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)-醫(yī)用化學(xué)課件

§4.1原子結(jié)構(gòu)§4.2分子結(jié)構(gòu)§4.3分子間作用力第四章原子結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)

AtomicStructureand

MolecularStructure§4.1原子結(jié)構(gòu)第四章原子結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)

Atomi1原子的組成：原子質(zhì)子(單位正電荷）中子(不帶電）電子(單位負(fù)電荷）原子核（原子序數(shù)）核電荷數(shù)→（質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)）質(zhì)量數(shù)→原子組成表示法：原子的組成：原子質(zhì)子(單位正電荷）中子(不帶電）電子(單位負(fù)2一、原子核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)氫原子光譜第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、原子核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)氫原子光譜第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)3一、原子核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)Bohr理論電子只能在固定的軌道上運(yùn)動(dòng)一定軌道上運(yùn)動(dòng)的電子能量一定電子盡可能處于能量最低的軌道上—基態(tài)吸收能量可躍遷到能量高的軌道上—激發(fā)態(tài)從激發(fā)態(tài)躍遷回能量較低的軌道，能量差以電磁波的形式輻射出來—譜線第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、原子核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)Bohr理論第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)4原子結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)—醫(yī)用化學(xué)課件5一、原子核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)微粒具有波粒二象性1923年法國(guó)物理學(xué)家L.deBroglie提出了大膽的假設(shè)，認(rèn)為電子等實(shí)物粒子與光一樣也有波粒二象性第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)h為Planck常量λ為粒子波波長(zhǎng)p為粒子的動(dòng)量v為粒子運(yùn)動(dòng)的速度

一、原子核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)微粒具有波粒二象性第一節(jié)原子結(jié)6一、原子核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)微粒具有波粒二象性第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)電子衍射實(shí)驗(yàn)

一、原子核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)微粒具有波粒二象性第7一、原子核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)微粒具有波粒二象性沒有固定的運(yùn)動(dòng)軌道符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法加以描述——量子力學(xué)

具有量子化特征第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、原子核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)微粒具有波粒二象性第一節(jié)原子結(jié)8二、核外電子運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述Schr?dinger方程1926年奧地利物理學(xué)家E.Schr?dinger從微觀粒子的波粒二象性出發(fā)，提出了用量子力學(xué)方法描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)的波動(dòng)方程第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)二、核外電子運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述Schr?dinger方程9二、核外電子運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述波函數(shù)和原子軌道：ψ描述的是電子在原子核外空間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（可理解為在核外空間找到電子的可能區(qū)域）。習(xí)慣上把ψ稱為原子軌道（atomicorbitals）第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)電子云：用小黑點(diǎn)的疏密程度來形象地描述電子在原子核外空間各點(diǎn)出現(xiàn)的幾率密度的大小的圖象二、核外電子運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述波函數(shù)和原子軌道：ψ描述的是10電子云界面圖：1s電子云等密度面和界面圖電子在某界面以內(nèi)出現(xiàn)的幾率很大(90%以上)時(shí)，該界面圖形稱為電子云界面圖。1s電子云的界面圖

電子云界面圖：1s電子云等密度面和界面圖電子在某界面以11s、p、d電子云的形狀s、p、d12三、四個(gè)量子數(shù)及其物理意義為了得出Schr?dinger方程合理的解，就必須引進(jìn)一些符合特定條件的經(jīng)限定的參數(shù)，在量子力學(xué)中稱這種引入方程求解的特定參數(shù)為量子數(shù)（quantumnumber）

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、四個(gè)量子數(shù)及其物理意義為了得出Schr?dinger方13主量子數(shù)（principalquantumnumber）以n來表示，它反映了電子在核外空間出現(xiàn)概率最大的區(qū)域離核的遠(yuǎn)近，決定電子層數(shù)，是決定電子能量的主要因素可取的數(shù)值主量子數(shù)n：1、2、3、4…等正整數(shù)，電子層順序：1、2、3、4…

電子層符號(hào)：K、L、M、N、O、P、Q…（1）主量子數(shù)n主量子數(shù)（principalquantumnumber）14物理意義：n值愈大，電子活動(dòng)的主要區(qū)城離核愈遠(yuǎn)，能量也就愈高。是決定電子離核遠(yuǎn)近和能量高低的主要因素。單電子原子中電子的能量完全由主量子數(shù)決定。

（1）主量子數(shù)n（1）主量子數(shù)n15（2）角量子數(shù)l

n1234l0010120123符號(hào)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f可取的數(shù)值：0~n-1的整數(shù)(n個(gè)取值)角量子數(shù)(azumuthalquantumnumber)也稱為副量子數(shù)，以l來表示。在多電子原子中，角量子數(shù)是決定電子能量的次要因素。（2）角量子數(shù)ln1234l0010120123符號(hào)1s16（2）角量子數(shù)l

物理意義：l值決定軌道或電子云的形狀；

l值相同的各軌道，統(tǒng)稱為一個(gè)亞層。s電子云p電子云

（2）角量子數(shù)l物理意義：s電子云17（3）磁量子數(shù)m

磁量子數(shù)(magneticquantumnumber)，以m表示?？扇〉臄?shù)值：0、±1、±2…±l等整數(shù)，磁量子數(shù)有(2l＋1)個(gè)取值，意味著該形狀的軌道有（2l＋1）個(gè)。物理意義：決定原子軌道在空間的取向。（3）磁量子數(shù)m磁量子數(shù)(magneticquantum18（3）磁量子數(shù)m

s、p、d電子云在空間的分布

（3）磁量子數(shù)ms、p、d電子云在空間的分布19主量子數(shù)角量子數(shù)亞層符號(hào)磁量子數(shù)軌道空間取向數(shù)每層中軌道數(shù)n2101s0112012s2p0-1、0、+113430123s3p3d0-1、0、+1-2、-1、0、+1、+21359每層中原子軌道數(shù)主量子數(shù)角量子數(shù)亞層符號(hào)磁量子數(shù)軌道空間取向數(shù)每層中軌道數(shù)120（4）自旋量子數(shù)ms

自旋量子數(shù)(spinquantumnumber)，以表示。可取的數(shù)值：+1/2、-1/2。常用↓、↑符號(hào)表示電子自旋的兩種取向。物理意義：電子自旋方向。四個(gè)量子數(shù)n、l、m、ms確定后，該電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就完全確定了。也就是說原子中每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以用n，l，m，ms四個(gè)量子數(shù)來描述（4）自旋量子數(shù)ms自旋量子數(shù)(spinquantum21例1、下列各組量子數(shù)中，不合理的是

。A.（2，1，0，+1/2）B.（3，3，2，-1/2）C.（1，0，0，+1/2）D.（4，3，1，-1/2）例2、用四個(gè)量子數(shù)表示3s1電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（3，0，0，+1/2）or（3，0，0，-1/2）例1、下列各組量子數(shù)中，不合理的是。例22四、核外電子的排布規(guī)律2.能量最低原理原子處于基態(tài)時(shí)，核外電子的排布總是盡可能先分布在能量最低的軌道上以使原子體系的總能量最低。1.鮑里不相容原理在同一原子里，不能有四個(gè)量子數(shù)完全相同的電子。在一個(gè)原子中，不存在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)全同的電子。在每一個(gè)原子軌道中最多只能容納兩個(gè)自旋相反的電子。每層最多容納2n2個(gè)電子。四、核外電子的排布規(guī)律2.能量最低原理原子處于基態(tài)時(shí)，核外電23基態(tài)多電子原子軌道的近似能級(jí)n+0.7l規(guī)則基態(tài)多電子原子軌道的近似能級(jí)n+0.7l規(guī)則24電子排布順序電子排布順序25例、用s，p，d，f等符號(hào)寫出下列各元素原子基態(tài)的電子層結(jié)構(gòu)。16S12Mg26Fe30Zn解：16S：1s22s22p63s23p4

12Mg：1s22s22p63s2

26Fe：1s22s22p63s23p63d64s230Zn：1s22s22p63s23p63d104s2

例、用s，p，d，f等符號(hào)寫出下列各元素原子基態(tài)的電子層263.洪特規(guī)則在簡(jiǎn)并軌道（原子中能級(jí)相同的軌道）上電子的排布，電子盡可能分占不同的簡(jiǎn)并軌道，且自旋平行（方向相同）。例6C、7N在簡(jiǎn)并軌道上的電子排布處于全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)或全空的狀態(tài)時(shí)，原子具有較低的能量和較大的穩(wěn)定性。例24Cr、29Cu、42Mo、47Ag3.洪特規(guī)則在簡(jiǎn)并軌道（原子中能級(jí)相同的軌道）上電子的排布，27例、下列各元素基態(tài)原子的電子層結(jié)構(gòu)的寫法各違背了什么原理？寫出正確的電子層結(jié)構(gòu)式。（1）5B：1s22s3（2）7N：1s22s22px22py1

（3）4Be：1s22p2例、下列各元素基態(tài)原子的電子層結(jié)構(gòu)的寫法各違背了什么原理？寫28五、元素的電負(fù)性元素的原子在分子中吸引電子的能力叫元素的電負(fù)性。元素的電負(fù)性愈大，表示該元素原子吸引電子的能力愈大，生成陰離子的傾向愈大。反之，吸引電子的能力愈小，生成陽離子的傾向愈大。

同一周期內(nèi)從左到右，元素的電負(fù)性逐漸增大，同一主族內(nèi)從上至下電負(fù)性減小。

規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)：氟4.0（鋰1.0）五、元素的電負(fù)性元素的原子在分子中吸引電子的能力叫元素的電29第二節(jié)分子結(jié)構(gòu)一、化學(xué)鍵的概念分子或晶體中相鄰原子間強(qiáng)烈的相互作用力稱為化學(xué)鍵。

以陽離子和陰離子之間靜電引力形成的化學(xué)鍵叫離子鍵。分子中原子間通過共用電子對(duì)形成的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵。由一個(gè)原子單獨(dú)提供一對(duì)電子與另一個(gè)原子共用所形成的共價(jià)鍵，叫配位共價(jià)鍵，簡(jiǎn)稱配位鍵。第二節(jié)分子結(jié)構(gòu)一、化學(xué)鍵的概念分子或晶體中相鄰原子間強(qiáng)烈的30（一）價(jià)鍵理論要點(diǎn)

具有自旋相反的未成對(duì)電子的兩個(gè)原子相互接近，可以形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵。

成鍵電子的電子云重疊得越多，核間電子云密度越大，形成的共價(jià)鍵越牢固。在形成共價(jià)鍵時(shí)，電子云總是盡可能地達(dá)到最大程度的重疊。

（一）價(jià)鍵理論要點(diǎn)具有自旋相反的未成對(duì)電子的兩個(gè)原子相互接31共價(jià)鍵的飽和性

（受自旋相反限制）共價(jià)鍵的方向性（受最大重疊原理限制）-+++-++-+共價(jià)鍵的方向示意圖（二）共價(jià)鍵的特征

共價(jià)鍵的飽和性（受自旋相反限制）共價(jià)鍵的方向性（受最大重疊32（三）共價(jià)鍵的類型σ鍵原子軌道以“頭碰頭”方式重疊所形成的共價(jià)鍵特點(diǎn)原子軌道及其重疊部分、成鍵電子云繞鍵軸（兩核間聯(lián)線）呈圓柱形對(duì)稱鍵電子云界面圖（三）共價(jià)鍵的類型σ鍵鍵電子云界面圖33（三）共價(jià)鍵的類型N2分子形成示意圖

π鍵原子軌道以“肩并肩”方式重疊所形成的共價(jià)鍵特點(diǎn)重疊部分、成鍵電子云對(duì)通過鍵軸的一個(gè)平面呈鏡面對(duì)稱鍵電子云界面圖（三）共價(jià)鍵的類型N2分子形成示意圖π鍵鍵電子云界面圖34鍵以“頭碰頭”式成鍵重疊程度大鍵較牢固沿鍵軸呈圓柱形對(duì)稱自由旋轉(zhuǎn)單獨(dú)存在鍵以“肩并肩”式成鍵不能旋轉(zhuǎn)重疊程度小鍵易斷開在通過鍵軸的平面上下對(duì)稱只能與鍵共存鍵和鍵的比較鍵以“頭碰頭”式成鍵重疊程度大鍵較牢固沿鍵軸呈圓柱形對(duì)稱35（四）鍵的極性非極性共價(jià)鍵成鍵電子云無偏向、正負(fù)電荷重心重合的共價(jià)鍵。極性共價(jià)鍵成鍵電子云有偏向、正負(fù)電荷重心不重合的共價(jià)鍵。成鍵原子間的電負(fù)性差值越大，鍵的極性就越大。離子鍵可以看成是極性鍵的極限。（四）鍵的極性非極性共價(jià)鍵成鍵電子云無偏向、正負(fù)電荷重心36（五）分子的極性定義以分子中正負(fù)電荷重心是否重合為依據(jù)。重合——非極性分子不重合——極性分子如何確定分子的極性a、單質(zhì)為非極性分子b、雙原子化合物為極性分子c、多原子分子看分子構(gòu)型（五）分子的極性定義如何確定分子的極性37①

在成鍵過程中，由于原子間的相互影響，同一原子中參加成鍵的幾個(gè)能量相近的原子軌道可以進(jìn)行混合，重新分配能量和空間方向，組成數(shù)目相等的新的原子軌道。②

雜化軌道之間互相排斥，力圖在空間取得最大的鍵角，使體系能量降低。

+++-+-++-雜化軌道理論基本要點(diǎn)①在成鍵過程中，由于原子間的相互影響，同一原子中參加成鍵的38雜化軌道的基本類型

按雜化后軌道的能量是否相同分：等性雜化軌道不等性雜化軌道按參加雜化的軌道的類型分：

sp型

dsp型雜化軌道的基本類型按雜化后軌道的能量是否相同分：39同一層上1個(gè)s軌道和l個(gè)p軌道間進(jìn)行雜化，叫做sp雜化。其雜化所形成的軌道，叫做sp雜化軌道。（直線型）

sp雜化激發(fā)雜化+-+-+-BeClCl+-BeCl2的形成過程同一層上1個(gè)s軌道和l個(gè)p軌道間進(jìn)行雜化，叫做sp雜化。其雜40sp2雜化

同一層上1個(gè)s軌道和2個(gè)p軌道間的雜化，叫做sp2雜化，其雜化所生成的雜化軌道，叫做sp2雜化軌道。（三角形）

激發(fā)雜化+-+-BFF+-+-+-+-FBFFFBF3的形成過程sp2雜化同一層上1個(gè)s軌道和2個(gè)p軌道間的雜化，叫做sp41sp3雜化

同一層上1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道間的雜化，叫做sp3雜化。其雜化所生成的雜化軌道，叫做sp3雜化軌道。（四面體型）

激發(fā)雜化CHHHH109.5°CH4分子形成sp3雜化同一層上1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道間的雜化，叫做sp42不等性的sp3雜化

雜化以后的幾個(gè)雜化軌道的能量不完全相等。

雜化OH104.8°HH2O呈V形結(jié)構(gòu)不等性的sp3雜化雜化以后的幾個(gè)雜化軌道的能量不完全相等。43雜化NH106.8°HHNH3分子的空間構(gòu)型雜化NH106.8°HHNH3分子的空間構(gòu)型44雜化軌道類型鍵角分子空間構(gòu)型實(shí)例等性雜化sp雜化180°直線型BeCl2、HgCl2sp2雜化120°平面正△BF3、BCl3sp3雜化109.5°正四面體CH4、CCl4sp2不等性雜化一孤對(duì)電子V型SnCl2、PbCl2sp3不等性雜化一孤對(duì)電子三角錐NH3、SbCl3兩孤對(duì)電子V型H2O、H2S等性雜化后與不同原子成鍵時(shí)，鍵角會(huì)變化。雜化軌道類型與分子空間構(gòu)型的關(guān)系小結(jié)雜化軌道類型鍵角分子空間構(gòu)型實(shí)例等性雜化sp雜化180°直線45取向力永久偶極、取向、取向力取向力的本質(zhì)是靜電引力，分子的極性(偶極矩)愈大，取向力愈大；溫度愈高，取向力愈??；分子間距離變大，取向力迅速遞減。

取向力的產(chǎn)生過程

+-+-+-+-取向力永久偶極、取向、取向力取向力的本質(zhì)是靜電引力，分子的極46誘導(dǎo)力極化、誘導(dǎo)偶極、誘導(dǎo)力極性分子的偶極矩愈大，非極性分子的變形性（極化度）愈大，誘導(dǎo)力愈強(qiáng)。極性分子與極性分子之間也存在誘導(dǎo)力。誘導(dǎo)力的產(chǎn)生過程+-+-+-±誘導(dǎo)力極化、誘導(dǎo)偶極、誘導(dǎo)力極性分子的偶極矩愈大，非極性分子47色散力

±±+-+--+-+

色散力產(chǎn)生過程

瞬間偶極、色散力相對(duì)分子質(zhì)量愈大，變形性愈大，色散力愈強(qiáng)。色散力存在于任何分子之間

。非極性分子之間色散力；極性、非極性分子間色散力、誘導(dǎo)力；極性分子之間色散力、誘導(dǎo)力和取向力色散力±±+-+--+-+色散力產(chǎn)生過程瞬48范德華力的特點(diǎn)a、范德華力是存在于分子間的一種弱的靜電引力。b、范德華力的作用范圍只有幾個(gè)納米(nm)。c、范德華力的能量比化學(xué)鍵的鍵能小一二個(gè)數(shù)量級(jí)。d、范德華力沒有飽和性和方向性。e、范德華力中，色散為是主要的，誘導(dǎo)力是次要的，取向力只是在較大的極性分子間才占一定的比例。

范德華力的特點(diǎn)a、范德華力是存在于分子間的一種弱的靜電引力。49范德華力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響對(duì)沸點(diǎn)、熔點(diǎn)的影響對(duì)溶解度的影響惰性氣體HeNeArKrXe原子半徑/pm93131174189209溶解度/ml?L-113.814.737.973110鹵素F2Cl2Br2I2熔點(diǎn)83.26239.16331.16457.66沸點(diǎn)50.16170.76265.36386.76范德華力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響對(duì)沸點(diǎn)、熔點(diǎn)的影響對(duì)溶解度的影響惰性50氫鍵

氫原子和電負(fù)性大的原子以共價(jià)鍵結(jié)合后，和另一個(gè)鍵上電負(fù)性大的原子相互吸引，產(chǎn)生的比較強(qiáng)烈的吸引力。以X—H···Y表示。X和Y可以相同，也可以不同；氫鍵可在分子之間或分子之內(nèi)形成。不同分子間氫鍵相同分子間的氫鍵分子內(nèi)的氫鍵

氫鍵氫原子和電負(fù)性大的原子以共價(jià)鍵結(jié)合后，和另一個(gè)鍵上電負(fù)51氫鍵的本質(zhì)屬于靜電吸引作用。氫鍵的飽和性和方向性

飽和性X—H只能和一個(gè)Y原子結(jié)合（空間位阻作用）；方向性X—H和Y應(yīng)盡可能在同一直線上。（當(dāng)X—H…Y在同一直線上時(shí)，帶負(fù)電的X和Y相距最遠(yuǎn)，斥力最小）

氫鍵形成條件①分子中必須有一個(gè)與電負(fù)性很強(qiáng)的元素形成強(qiáng)極性鍵的氫原子。②

分子中必須有帶孤對(duì)電子、電負(fù)性大、原子半徑小的元素。

氫鍵的本質(zhì)屬于靜電吸引作用。氫鍵的飽和性和方向性飽和性52氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響對(duì)熔點(diǎn)和沸點(diǎn)的影響

對(duì)溶解度的影響溶質(zhì)分子和溶劑分子之間能夠形成氫鍵，則溶質(zhì)的溶解度顯著增大。溶質(zhì)分子形成分子內(nèi)氫鍵，在極性溶劑中，它的溶解度則減小；在非極性溶劑中，它的溶解度則增大。分子間氫鍵的形成可使物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)顯著升高。分子內(nèi)氫鍵的形成，常使物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)降低。氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響對(duì)熔點(diǎn)和沸點(diǎn)的影響對(duì)溶解度的影響溶質(zhì)53§4.1原子結(jié)構(gòu)§4.2分子結(jié)構(gòu)§4.3分子間作用力第四章原子結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)

AtomicStructureand

MolecularStructure§4.1原子結(jié)構(gòu)第四章原子結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)

Atomi54原子的組成：原子質(zhì)子(單位正電荷）中子(不帶電）電子(單位負(fù)電荷）原子核（原子序數(shù)）核電荷數(shù)→（質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)）質(zhì)量數(shù)→原子組成表示法：原子的組成：原子質(zhì)子(單位正電荷）中子(不帶電）電子(單位負(fù)55一、原子核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)氫原子光譜第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、原子核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)氫原子光譜第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)56一、原子核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)Bohr理論電子只能在固定的軌道上運(yùn)動(dòng)一定軌道上運(yùn)動(dòng)的電子能量一定電子盡可能處于能量最低的軌道上—基態(tài)吸收能量可躍遷到能量高的軌道上—激發(fā)態(tài)從激發(fā)態(tài)躍遷回能量較低的軌道，能量差以電磁波的形式輻射出來—譜線第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、原子核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)Bohr理論第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)57原子結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)—醫(yī)用化學(xué)課件58一、原子核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)微粒具有波粒二象性1923年法國(guó)物理學(xué)家L.deBroglie提出了大膽的假設(shè)，認(rèn)為電子等實(shí)物粒子與光一樣也有波粒二象性第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)h為Planck常量λ為粒子波波長(zhǎng)p為粒子的動(dòng)量v為粒子運(yùn)動(dòng)的速度

一、原子核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)微粒具有波粒二象性第一節(jié)原子結(jié)59一、原子核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)微粒具有波粒二象性第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)電子衍射實(shí)驗(yàn)

一、原子核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)微粒具有波粒二象性第60一、原子核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)微粒具有波粒二象性沒有固定的運(yùn)動(dòng)軌道符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法加以描述——量子力學(xué)

具有量子化特征第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、原子核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)微粒具有波粒二象性第一節(jié)原子結(jié)61二、核外電子運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述Schr?dinger方程1926年奧地利物理學(xué)家E.Schr?dinger從微觀粒子的波粒二象性出發(fā)，提出了用量子力學(xué)方法描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)的波動(dòng)方程第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)二、核外電子運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述Schr?dinger方程62二、核外電子運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述波函數(shù)和原子軌道：ψ描述的是電子在原子核外空間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（可理解為在核外空間找到電子的可能區(qū)域）。習(xí)慣上把ψ稱為原子軌道（atomicorbitals）第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)電子云：用小黑點(diǎn)的疏密程度來形象地描述電子在原子核外空間各點(diǎn)出現(xiàn)的幾率密度的大小的圖象二、核外電子運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述波函數(shù)和原子軌道：ψ描述的是63電子云界面圖：1s電子云等密度面和界面圖電子在某界面以內(nèi)出現(xiàn)的幾率很大(90%以上)時(shí)，該界面圖形稱為電子云界面圖。1s電子云的界面圖

電子云界面圖：1s電子云等密度面和界面圖電子在某界面以64s、p、d電子云的形狀s、p、d65三、四個(gè)量子數(shù)及其物理意義為了得出Schr?dinger方程合理的解，就必須引進(jìn)一些符合特定條件的經(jīng)限定的參數(shù)，在量子力學(xué)中稱這種引入方程求解的特定參數(shù)為量子數(shù)（quantumnumber）

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)三、四個(gè)量子數(shù)及其物理意義為了得出Schr?dinger方66主量子數(shù)（principalquantumnumber）以n來表示，它反映了電子在核外空間出現(xiàn)概率最大的區(qū)域離核的遠(yuǎn)近，決定電子層數(shù)，是決定電子能量的主要因素可取的數(shù)值主量子數(shù)n：1、2、3、4…等正整數(shù)，電子層順序：1、2、3、4…

電子層符號(hào)：K、L、M、N、O、P、Q…（1）主量子數(shù)n主量子數(shù)（principalquantumnumber）67物理意義：n值愈大，電子活動(dòng)的主要區(qū)城離核愈遠(yuǎn)，能量也就愈高。是決定電子離核遠(yuǎn)近和能量高低的主要因素。單電子原子中電子的能量完全由主量子數(shù)決定。

（1）主量子數(shù)n（1）主量子數(shù)n68（2）角量子數(shù)l

n1234l0010120123符號(hào)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f可取的數(shù)值：0~n-1的整數(shù)(n個(gè)取值)角量子數(shù)(azumuthalquantumnumber)也稱為副量子數(shù)，以l來表示。在多電子原子中，角量子數(shù)是決定電子能量的次要因素。（2）角量子數(shù)ln1234l0010120123符號(hào)1s69（2）角量子數(shù)l

物理意義：l值決定軌道或電子云的形狀；

l值相同的各軌道，統(tǒng)稱為一個(gè)亞層。s電子云p電子云

（2）角量子數(shù)l物理意義：s電子云70（3）磁量子數(shù)m

磁量子數(shù)(magneticquantumnumber)，以m表示。可取的數(shù)值：0、±1、±2…±l等整數(shù)，磁量子數(shù)有(2l＋1)個(gè)取值，意味著該形狀的軌道有（2l＋1）個(gè)。物理意義：決定原子軌道在空間的取向。（3）磁量子數(shù)m磁量子數(shù)(magneticquantum71（3）磁量子數(shù)m

s、p、d電子云在空間的分布

（3）磁量子數(shù)ms、p、d電子云在空間的分布72主量子數(shù)角量子數(shù)亞層符號(hào)磁量子數(shù)軌道空間取向數(shù)每層中軌道數(shù)n2101s0112012s2p0-1、0、+113430123s3p3d0-1、0、+1-2、-1、0、+1、+21359每層中原子軌道數(shù)主量子數(shù)角量子數(shù)亞層符號(hào)磁量子數(shù)軌道空間取向數(shù)每層中軌道數(shù)173（4）自旋量子數(shù)ms

自旋量子數(shù)(spinquantumnumber)，以表示。可取的數(shù)值：+1/2、-1/2。常用↓、↑符號(hào)表示電子自旋的兩種取向。物理意義：電子自旋方向。四個(gè)量子數(shù)n、l、m、ms確定后，該電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就完全確定了。也就是說原子中每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以用n，l，m，ms四個(gè)量子數(shù)來描述（4）自旋量子數(shù)ms自旋量子數(shù)(spinquantum74例1、下列各組量子數(shù)中，不合理的是

。A.（2，1，0，+1/2）B.（3，3，2，-1/2）C.（1，0，0，+1/2）D.（4，3，1，-1/2）例2、用四個(gè)量子數(shù)表示3s1電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（3，0，0，+1/2）or（3，0，0，-1/2）例1、下列各組量子數(shù)中，不合理的是。例75四、核外電子的排布規(guī)律2.能量最低原理原子處于基態(tài)時(shí)，核外電子的排布總是盡可能先分布在能量最低的軌道上以使原子體系的總能量最低。1.鮑里不相容原理在同一原子里，不能有四個(gè)量子數(shù)完全相同的電子。在一個(gè)原子中，不存在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)全同的電子。在每一個(gè)原子軌道中最多只能容納兩個(gè)自旋相反的電子。每層最多容納2n2個(gè)電子。四、核外電子的排布規(guī)律2.能量最低原理原子處于基態(tài)時(shí)，核外電76基態(tài)多電子原子軌道的近似能級(jí)n+0.7l規(guī)則基態(tài)多電子原子軌道的近似能級(jí)n+0.7l規(guī)則77電子排布順序電子排布順序78例、用s，p，d，f等符號(hào)寫出下列各元素原子基態(tài)的電子層結(jié)構(gòu)。16S12Mg26Fe30Zn解：16S：1s22s22p63s23p4

12Mg：1s22s22p63s2

26Fe：1s22s22p63s23p63d64s230Zn：1s22s22p63s23p63d104s2

例、用s，p，d，f等符號(hào)寫出下列各元素原子基態(tài)的電子層793.洪特規(guī)則在簡(jiǎn)并軌道（原子中能級(jí)相同的軌道）上電子的排布，電子盡可能分占不同的簡(jiǎn)并軌道，且自旋平行（方向相同）。例6C、7N在簡(jiǎn)并軌道上的電子排布處于全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)或全空的狀態(tài)時(shí)，原子具有較低的能量和較大的穩(wěn)定性。例24Cr、29Cu、42Mo、47Ag3.洪特規(guī)則在簡(jiǎn)并軌道（原子中能級(jí)相同的軌道）上電子的排布，80例、下列各元素基態(tài)原子的電子層結(jié)構(gòu)的寫法各違背了什么原理？寫出正確的電子層結(jié)構(gòu)式。（1）5B：1s22s3（2）7N：1s22s22px22py1

（3）4Be：1s22p2例、下列各元素基態(tài)原子的電子層結(jié)構(gòu)的寫法各違背了什么原理？寫81五、元素的電負(fù)性元素的原子在分子中吸引電子的能力叫元素的電負(fù)性。元素的電負(fù)性愈大，表示該元素原子吸引電子的能力愈大，生成陰離子的傾向愈大。反之，吸引電子的能力愈小，生成陽離子的傾向愈大。

同一周期內(nèi)從左到右，元素的電負(fù)性逐漸增大，同一主族內(nèi)從上至下電負(fù)性減小。

規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)：氟4.0（鋰1.0）五、元素的電負(fù)性元素的原子在分子中吸引電子的能力叫元素的電82第二節(jié)分子結(jié)構(gòu)一、化學(xué)鍵的概念分子或晶體中相鄰原子間強(qiáng)烈的相互作用力稱為化學(xué)鍵。

以陽離子和陰離子之間靜電引力形成的化學(xué)鍵叫離子鍵。分子中原子間通過共用電子對(duì)形成的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵。由一個(gè)原子單獨(dú)提供一對(duì)電子與另一個(gè)原子共用所形成的共價(jià)鍵，叫配位共價(jià)鍵，簡(jiǎn)稱配位鍵。第二節(jié)分子結(jié)構(gòu)一、化學(xué)鍵的概念分子或晶體中相鄰原子間強(qiáng)烈的83（一）價(jià)鍵理論要點(diǎn)

具有自旋相反的未成對(duì)電子的兩個(gè)原子相互接近，可以形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵。

成鍵電子的電子云重疊得越多，核間電子云密度越大，形成的共價(jià)鍵越牢固。在形成共價(jià)鍵時(shí)，電子云總是盡可能地達(dá)到最大程度的重疊。

（一）價(jià)鍵理論要點(diǎn)具有自旋相反的未成對(duì)電子的兩個(gè)原子相互接84共價(jià)鍵的飽和性

（受自旋相反限制）共價(jià)鍵的方向性（受最大重疊原理限制）-+++-++-+共價(jià)鍵的方向示意圖（二）共價(jià)鍵的特征

共價(jià)鍵的飽和性（受自旋相反限制）共價(jià)鍵的方向性（受最大重疊85（三）共價(jià)鍵的類型σ鍵原子軌道以“頭碰頭”方式重疊所形成的共價(jià)鍵特點(diǎn)原子軌道及其重疊部分、成鍵電子云繞鍵軸（兩核間聯(lián)線）呈圓柱形對(duì)稱鍵電子云界面圖（三）共價(jià)鍵的類型σ鍵鍵電子云界面圖86（三）共價(jià)鍵的類型N2分子形成示意圖

π鍵原子軌道以“肩并肩”方式重疊所形成的共價(jià)鍵特點(diǎn)重疊部分、成鍵電子云對(duì)通過鍵軸的一個(gè)平面呈鏡面對(duì)稱鍵電子云界面圖（三）共價(jià)鍵的類型N2分子形成示意圖π鍵鍵電子云界面圖87鍵以“頭碰頭”式成鍵重疊程度大鍵較牢固沿鍵軸呈圓柱形對(duì)稱自由旋轉(zhuǎn)單獨(dú)存在鍵以“肩并肩”式成鍵不能旋轉(zhuǎn)重疊程度小鍵易斷開在通過鍵軸的平面上下對(duì)稱只能與鍵共存鍵和鍵的比較鍵以“頭碰頭”式成鍵重疊程度大鍵較牢固沿鍵軸呈圓柱形對(duì)稱88（四）鍵的極性非極性共價(jià)鍵成鍵電子云無偏向、正負(fù)電荷重心重合的共價(jià)鍵。極性共價(jià)鍵成鍵電子云有偏向、正負(fù)電荷重心不重合的共價(jià)鍵。成鍵原子間的電負(fù)性差值越大，鍵的極性就越大。離子鍵可以看成是極性鍵的極限。（四）鍵的極性非極性共價(jià)鍵成鍵電子云無偏向、正負(fù)電荷重心89（五）分子的極性定義以分子中正負(fù)電荷重心是否重合為依據(jù)。重合——非極性分子不重合——極性分子如何確定分子的極性a、單質(zhì)為非極性分子b、雙原子化合物為極性分子c、多原子分子看分子構(gòu)型（五）分子的極性定義如何確定分子的極性90①

在成鍵過程中，由于原子間的相互影響，同一原子中參加成鍵的幾個(gè)能量相近的原子軌道可以進(jìn)行混合，重新分配能量和空間方向，組成數(shù)目相等的新的原子軌道。②

雜化軌道之間互相排斥，力圖在空間取得最大的鍵角，使體系能量降低。

+++-+-++-雜化軌道理論基本要點(diǎn)①在成鍵過程中，由于原子間的相互影響，同一原子中參加成鍵的91雜化軌道的基本類型

按雜化后軌道的能量是否相同分：等性雜化軌道不等性雜化軌道按參加雜化的軌道的類型分：

sp型

dsp型雜化軌道的基本類型按雜化后軌道的能量是否相同分：92同一層上1個(gè)s軌道和l個(gè)p軌道間進(jìn)行雜化，叫做sp雜化。其雜化所形成的軌道，叫做sp雜化軌道。（直線型）

sp雜化激發(fā)雜化+-+-+-BeClCl+-BeCl2的形成過程同一層上1個(gè)s軌道和l個(gè)p軌道間進(jìn)行雜化，叫做sp雜化。其雜93sp2雜化

同一層上1個(gè)s軌道和2個(gè)p軌道間的雜化，叫做sp2雜化，其雜化所生成的雜化軌道，叫做sp2雜化軌道。（三角形）

激發(fā)雜化+-+-BFF+-+-+-+-FBFFFBF3的形成過程sp2雜化同一層上1個(gè)s軌道和2個(gè)p軌道間的雜化，叫做sp94sp3雜化

同一層上1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道間的雜化，叫做sp3雜化。其雜化所生成的雜化軌道，叫做sp3雜化軌道。（四面體型）

激發(fā)雜化CHHHH109.5°CH4分子形成sp3雜化同一層上1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道間的雜化，叫做sp95不等性的sp3雜化

雜化以后的幾個(gè)雜化軌道的能量不完全相等。

雜化OH104.8°HH2O呈V形結(jié)構(gòu)不等性的sp3雜化雜化以后的幾個(gè)雜化軌道的能量不完全相等。96雜化NH106.8°HHNH3分子的空間構(gòu)型雜化NH106.8°HHNH3分子的空間構(gòu)型97雜化軌道類型鍵角分子空間構(gòu)型實(shí)例等性雜化sp雜化180°直線型BeCl2、HgCl2sp2雜化120°平面正△BF3、BCl3sp3雜化109.5°正四面體CH4、CCl4sp2不等性雜化一孤對(duì)電子V型SnCl2、PbCl2sp3不等性雜化一孤對(duì)電子三角錐NH3、SbCl3兩孤對(duì)電子V型H2O、H2S等性雜化后