3章原子结构和分子结构.ppt

第三章 原子结构与分子结构（Atomic Structure and Molecular Structure);;;玻尔原子结构理论的三点假设：;;一 、 原子的组成及同位素; 1.光的波粒二象性 光既是波又是粒子(光子),某些场合表现出波动性,另一种场合表现出粒子性。;?;2 .电子的波粒二象性(de broglie) ;当波长远大于实物直径时，该实物 运动就显露出明显的波动性；反之 没有明显的波动性！;三 、核外电子的运动状态;;(二) 核外电子运动状态;2.角量子数l电子亚层和电子云的形状 ;3.磁量子数m 电子云在空间的伸展方向;电子层 亚层 轨道数 n=1 s 1=12 2 s、p 1+3=22 3 s、p、d 1+3+5=32 4 s、p、d、f 1+3+5+7=42;轨道的表示：;4.自旋量子数ms ;(一)能量最低原理（Li, Be, B）;原子轨道能量的高低为： ① 当同一电子层，不同亚层时，轨道的能量次序为s＜p＜d＜f。例如，E3s＜E3p＜E3d。 ② 当电子层不同，亚层相同时，n愈大，各相应的轨道能量愈高。例如，E2s＜E3s＜E4s。 ③ 当两者都不相同时，轨道能量有交错现象。即(n-1)d轨道能量大于ns轨道的能量。在同一周期中，各元素随着原子序数递增，核外电子的填充次序为：ns，（n-l）d，np。 ;;(二)鲍里不相容原理;(三)洪特规则;B、在简并轨道上的电子排布处于 全充满(p6、d10、f14)、 半充满(p3、d5、f 7) 或全空(p0，d 0，f 0)的状态 原子具有较低的能量和较大的稳定性。 例如: 铬(24Cr)，价层电子排布是3d54s1而不是3d44s2， 铜29Cu价层电子排布是3d104s1而不是3d94s2。;109种元素;周期律:元素的性质随着核电荷的递增而呈现 周期性变化的规律。;周期; 能级组与周期的关系;;;元素的电负性 ;在所有元素中，氟的电负性(4.0)最大，非金属性最强，钫的电负性(0.7)最小，金属性最强。一般金属元素的电负性小于2.0，非金属元素的电负性大于2.0，但两者之间没有严格的界限，不能把电负性2.0作为划分金属和非金属的绝对标准。;元素电负性的大小，不仅能说明元素的金属性和非金属性，而且对讨论和理解化学键的类型、元素的氧化数和分子的极性等都非常有用。 ;微观???子的波粒二象性 几率密度和电子云;第三节 共价键;二 现代价键理论;氢分子的形成;;氢分子的形成;氢分子的形成;;(二)共价键的特征 ;各原子中的电子云除s电子云外，都 具有一定的伸展方向，所以原子之 间成键时必须按一定的方向使原子 轨道最大重叠而形成共价键。;(三)共价键的类型;N2分子形成示意图 ;由于σ键电子云重叠程度较π键大，因而σ键比π键牢固。一般说来，π键容易断开，化学活泼性较强。π键不能单独存在，只能与σ键共存于具有双键或叁键的分子中。σ键不易断开，是构成分子的骨架，可单独存在于两原子间。 ;?键以“头碰头”式成键;(四) 杂化轨道理论;① 在成键过程中，由于原子间的相互影响，同一原子中参加成键的几个能量相近的原子轨道可以进行混合，重新分配能量和空间方向，组成数目相等的新的原子轨道。;杂化轨道理论;杂化轨道理论;杂化轨道理论;杂化轨道理论; (a) 一个sp3杂化轨道  (b) 碳原子的四个sp3杂化轨道;杂化轨道理论;甲烷的成键过程;杂化轨道理论;杂化轨道理论;(2)sp2杂化-乙烯分子中碳原子sp2杂化;三个sp2杂化轨道;乙烯的成键过程;乙烯分子中的π键;(3) sp杂化-乙炔分子中碳原子的sp杂化;两个sp杂化轨道; 乙炔的成键过程; (a) 乙炔两个π键 (b) 乙炔π电子云 ;杂化轨道小结;第四节 分子间作用力和氢键;范德华力的特点：;物质的分子间力越大，液体越不易汽化，沸点越高，汽化热越大。 固体熔化为液体时，也要部分地克服范德华力，范德华力越大，熔点越高，熔化热越大。 共价化合物在溶剂中的溶解度则与分子间力有关，非极性分子在水中的溶解度都很小 。;二、氢 键(hydrogen bond) ;;氢键形成条件：;氢键的饱和性和方向性 ：;氢键对物质性质的影响： ;对溶解度的影响：;分子结构内容提要