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第四章 物质结构 一 本章要点 了解微观粒子的波粒二象性、原子轨道（波函数）和电子云等概念。掌握四个量子数的符号、表示的意义及其取值规律。了解原子轨道和电子云的角度分布图。掌握原子核外电子排布的一般规律及方法，理解原子轨道能级、核外电子排布和元素周期系之间的关系。理解电离能、电子亲合能、电负性的周期性变化。 理解化学键的本质、离子键与共价键的特征及它们的区别；从价键理论理解共价键的形成、特性（方向性、饱和性）和类型（σ键、π键）；熟悉分子或离子的构型与杂化轨道常见类型的关系；理解键参数的意义。理解分子间作用力的特征与性质；理解氢键的形成及对物质物理性质的影响。 二 示例解析 1 下列各组量子数，哪些是不合理的？为什么？ （1） n=2 l=1 m=0 （2） n=2 l=2 m= -1 （3） n=3 l=0 m= +1 （4） n=2 l=3 m= +2 解：（3）、（4）不合理。因为（3）中m 的取值范围只能是0，±l；（4）中l 的取值范围只能是≤n-1。 2 如①所示，填充下列各题的空白。 ① K（Z＝19） 1s22s22p63s23p64s1 ②_____________ 1s22s22p63s23p5 ③ Zn（Z＝30） 1s22s22p63s23p63d（ ）4s（ ） ④ ___________ [Ar] 3d（ ）4s2 ⑤ _____ [Kr] 4d（ ）5s（ ）5p5 ⑥ Pb（Z＝82） [Xe] 4f（ ）5d（ ）6s（ ）6p（ ） 解：②、Cl（Z＝17） ③、10，2 ④、（Z＝21～23，25～28，30） ，1～3 或5～8 或10 ⑤、I（Z＝53），10，2 ⑥、14，10，2，2 3 试填出下列空白。 原子序数电子排布式 电子层数 周期 族 区 元素名称 16 19 42 48 解: 原子序数电子排布式 电子层数 周期 族 区 元素名称 16 1s22s22p63s23p4 3 3 ⅥA p 硫 19 1s22s22p63s23p64s1 4 4 ⅠA s 钾 42 1s22s22p63s23p6 3d104s24p64d55s1 5 5 ⅥB d 钼 48 1s22s22p63s23p6 3d104s24p64d105s2 5 5 ⅡB ds 镉 4 写出下列原子和离子的电子排布式。 （1）29Cu和Cu2+ （2）26Fe和Fe2+ （3）47Ag和Ag+ （4）53I 和I- 解：（1）1s22s22p63s23p63d104s1 和 1s22s22p63s23p63d9 （2）1s22s22p63s23p63d64s2 和 1s22s22p63s23p63d6 （3）1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1 和 1s22s22p63s23p63d104s24p64d10 （4）1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5 和 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6 5 选出下列各组中第一电离能最大的一种元素。 （1） Na、Mg、Al （2）Na、K、Rb （3） Si、P、S （4）Li、Be、B 解：（1） Mg （2） Na （3） P （4） Be 6 下列元素中，哪一组电负性依次减小？ （1） K、Na、Li （2） O、Cl、H （3） As、P、H （4） Zn、Cr、Ni 解：第（2）组的电负性依次减小。 7 比较下列各组元素的半径大小，并解释之。 （1） Mg2＋和Al3＋ （2）Br－和I－ （3） Cl－和K＋ （4）Cu＋和Cu2+ 解：离子半径 （1） Mg2＋ Al3＋ 由于核外电子数相同，则核电荷数越大，离子半径越小； （2） Br－ I－ 处于同一主族，离子价态相同，核电荷数越大，离子半径越大； （3） Cl－ K＋ 由于核外电子数相同，则核电荷数越大，离子半径越小； （4） Cu＋ Cu2+ 同一元素，价态不同，失电子越多，离子半径越小。 8 指出下列分子中有几个σ键和Π键。 N2、BBr3、C2H2、SiH4 解：N2 有1 个σ键和2 个Π键; BBr3 有3 个σ键；C2H2 有3个σ键和2 个Π键；SiH4 有4 个σ键。 9 根据杂化轨道理论，预测下列分子的空间构型，并判断分子的极性。 HgCl2 BF3 CHCl3 PH3