理化生第讲原子结构与分子结构郭琦.pptxVIP

原子结构与分子结构; 必备知识波函数和原子轨道 ;波函数的意义 ;从薛定谔方程中求出的具体函数形式，即为方程的解。它是一个包含n l m 三个常数项的三变量（x 、y、 z）的函数。通常用 表示。应当指出，并不是每一个薛定谔方程的解都是合理的，都能表示电子运动的一个稳定状态。所以，为了得到一个合理的解，就要求n l m 不是任意的常数而是要符合一定的取值。在量子力学中把这类特定常数n l m称为量子数。通过一组特定的n l m就可得出一个相应的 n ，l、m （x、 y 、z），每一个 即表示原子中核外电子的一种运动状态。 ;?? 波函数和原子轨道 波函数在量子力学中起了核心作用，展示出原子和分子中电子的运动状态，是探讨化学键理论的重要基础。 按照实物粒子波的本性和测不准原理的几率概念，物理学家玻恩M.Born 假定粒子的波函数已不再是振幅的函数，取代它的是粒子出现的几率，当这个波函数的绝对值越大，粒子出现的几率也就越大。 一定的波函数表示电子的一种运动状态， 状态——轨道。 波函数叫做原子轨道， 即波函数与原子轨道是同义词。 ; 概率密度和电子云 ; 波函数的空间图象 ;径向波函数图 ;径向密度函数图 ;径向分布函数图 ;;角度部分的图形 ;电子云等密度面图 ;电子云界面图 ;电子云图 ;原子轨道的形状 ; 四个量子数 ;原子的电子层结构与元素的分区 ;元素周期系的发展前景; 原子半径 ;原子半径在周期中的变化 ; （1） 原子半径在周期表中的变化; 短周期的主族元素，以第 3 周期为例; 短周期主族元素，电子填加到外层轨道，对核的正电荷中和少，有效核电荷 Z* 增加得多。所以 r 减小的幅度大。 长周期过渡元素，电子填加到次外层轨道，对核的正电荷中和多，Z* 增加得少，所以 r 减小的幅度小。; （b）镧系收缩; K Ca Sc Ti V Cr r/pm 203 174 144 132 122 118 Rb Sr Y Zr Nb Mo r/pm 216 191 162 145 134 130 Cs Ba La Hf Ta W r/pm 235 198 169 144 134 130; (c)同族中 同族中，从上到下，有两种因素影响原子半径的变化趋势 ① 核电荷 Z 增加许多，对电子吸引力增大， 使 r 减小； ② 核外电子增多，增加一个电子层，使 r 增大。 ;副族元素 Ti V Cr r/pm 132 122 118 Zr Nb Mo 145 134 130 Hf Ta W 144 134 130 ;原子半径在族中变化 ; 3 电离能与价态之间的关系; 共价键理论 一 、路易斯理论 1916 年，美国科学家 Lewis 提出共价键理论。认为分子中的原子都有形成稀有气体电子结构的趋势，求得本身的稳定。 而达到这种结构，可以不通过电子转移形成离子和离子键来完成，而是通过共用电子对来实现。;路易斯结构式;路易斯结构式;路易斯结构式;路易斯结构式;Lewis共振式： ; H－N＝N＝N H－N－N≡N, 互称为HN3的共振结构式。 ;