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5.1 原子结构的近代概念 (1) 公元前5世纪--19世纪的哲学观念 二、氢原子光谱与Bohr理论 Bohr理论成功地解释了氢原子和类氢离子光谱，剩下的唯一一个问题是：它是错误的 不能说明氢原子光谱的精细结构；也无法解释在外磁场作用下所观察到的谱线的分裂现象 不适用于多电子原子光谱，即使如He； 玻尔理论无法解释原子为什么能稳定存在 原因在于： 引进量子概念，保留轨道—旧量子论 微观粒子运动具有波粒二象性 例1：计算：(1) 能量为13.6 eV电子的波长；(2)设子弹的质量为10 g，速度为1000 m/s，计算其波长。 3. 波函数? 电子衍射实验示意图 量子理论：反直觉、尚不完备 爱因斯坦：上帝不会掷骰子！ 玻尔：在思考量子力学时谁不曾迷惑过，谁就 没有真正理解它！ 量子理论 不要问实在是什么(大人物也不知道，也许在不久的将来，你们中的某一位能够... ...)，微观世界的所谓客观实在就是一系列概率而已！ 套用公式和计算方法 四、Schr?dinger方程——描述H原子核外电子运动波函数的二阶偏微分方程 ? = ?(r,?,?) ，是带有参数n、l、m的函数，n、l、m称为量子数，其取值受到使函数有意义的限制，这就是量子化的根源。 六、波函数的空间图像 1. 电子云空间图形的类型 2. 波函数和电子云的角度分布图 s、p、d原子轨道角度分布图 Ylm(?,?)-?,? s、p、d原子轨道角度平方分布图 Ylm2(?,?)-?,? 二、核外电子排布的一般原则(3原则) 三、元素周期表 关于电子排布与周期表： 1. 根据原子序数推出周期和族，写出元素名称和元素符号、电子排布式、价层电子构型。或相反，从元素位置推出其余项目。 2. 熟记前四周期元素。 例如：已知Z=33，写出电子排布方式等 答：1s22s22p63s23p64s23d104p3 即：[Ar]3d104s24p3 第四周期、VA，砷、As 又如：写出第四周期、IVB元素的电子排布式等 达：Z=18(Ar)+4=22，[Ar]3d24s2 钛、Ti 四、元素周期律 原子的电子层结构具有周期性变化规律，因此与原子结构有关的一些原子基本性质也随之呈现显著的周期性，称为元素周期律； 描述原子各种性质的物理量称为原子参数，包括核电荷数、原子量、原子半径、电离能、电负性等； 根据元素的特征电子构型、原子参数及其周期性变化规律可描述原子的特征并可预示和说明元素的一些化学性质。 1、原子半径 前36号元素原子半径变化规律 2、元素的氧化值 3、电离能 4、电负性 化 学 键 如何确定中心原子的杂化方式？ ?键数：两原子间有且只有一个σ键； 孤对电子数：满足周围原子为8电子稳定结构(双键、三键、配位键)所余下的电子对数； 杂化轨道数：与杂化方式是一一对应的： 杂化轨道数 2 3 4 5 6 杂化方式 sp sp2 sp3 sp3d sp3d2 如何确定中心原子的杂化方式？ 杂化轨道理论小结 轨道杂化一般包括激发、杂化、成键过程； 只有中心原子杂化，且杂化前后轨道总数目不变； 杂化轨道数目由形成的?键数和中心原子的孤对电子数之和决定； 杂化方式与杂化轨道数是一一对应的，且决定分子的空间构型(需考虑孤对电子)，由σ键确定，π键在σ键的基础上形成； 杂化必有 s 轨道参与，且不得跨越轨道； 杂化后的轨道只能用来形成?键或填入来自中心原子的孤对电子，若有不参与成键的孤对电子则为不等性杂化。 5.4 晶体结构 3. 晶体的微观特征——晶胞 七种晶系 晶体类型 五、分子晶体 六、过渡型晶体(混合键型) 七、晶体缺陷 八、非整比化合物 本章小结 本章小结 本章小结 课后作业 冰与氨水中的氢键 饱和性与方向性：一个H形成一个氢键；氢键的键角为平角（180O），除非其它外力有较大影响时，才会改变方向； 氢键的组成：表示为X—H----Y的形式，X、Y都是半径小、电负性高的原子(如F、O、N等) ，并且Y原子还要有孤电子对； 氢键的键长：是指X和Y间的距离(X—H----Y)，H与Y间的距离比范德华半径之和小、比共价半径之和大。 (2) 氢键的特点 氢键的强度——键能：是指将两个分子间形成氢键的1 mol聚集体，离解成两个各为1 mol单分子所需的能量。 氢键的键能一般在20 ? 40 kJ·mol-1，和范德华力相差不大，比化学键能小一个数量级，所以氢键也可以看成是另一种分子间力。 氢键键能的大小和H原子两侧原子的电负性有关，见下列氢键的键能数据(kJ ·mol-1) : F —H ···· F O —