如何描述核外电子的运动.ppt

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1、第一章第一章 物质结构基础物质结构基础 第一节第一节 核外电子运动状态核外电子运动状态第二节元素周期系和元素的基本性质第二节元素周期系和元素的基本性质第四第四节节 分子分子间间作用力作用力第三第三节节 化学化学键键第一节第一节 核外电子运动状态核外电子运动状态原子原子原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子（每个质子带一个单位正电荷每个质子带一个单位正电荷）（不带电）（不带电）（每个电子带一个单位的负电荷每个电子带一个单位的负电荷）分子是物质能够独立存在分子是物质能够独立存在并保持其化学性质的最小微并保持其化学性质的最小微粒。物质的化学性质主要取粒。物质的化学性质主要取决于分子的性质，分子

2、的性决于分子的性质，分子的性质又与分子的结构有关。质又与分子的结构有关。分子结构化学键空间构型分子间的作用力分子内第一章第一章 第一节第一节 一、原子核外电子的运动一、原子核外电子的运动 离核愈离核愈近近，电电子云愈子云愈密集密集，即，即电电子子云出云出现现的的概率密度愈大。概率密度愈大。反之反之，离核离核愈愈远远，电电子云愈子云愈稀疏稀疏，即，即电电子云出子云出现现的的概率密度愈小。概率密度愈小。注意注意：电电子云中的小黑点子云中的小黑点决不能看成是决不能看成是电电子。子。电电子云：用小黑点的疏密形象描述子云：用小黑点的疏密形象描述电电子在原子核外子在原子核外空空间间出出现现的的概率概率密度

3、分布密度分布图图。第一章第一章 第一节第一节 19241924年德布年德布罗罗意意预预言：一些言：一些实实物粒子物粒子 (如如电电子、子、中子、中子、质质子等子等)也具有波粒二象性（是指某物也具有波粒二象性（是指某物质质同同时时具具备备波的特波的特质质及粒子的特及粒子的特质质）。）。为为了得到了得到电电子运子运动动状状态态的合理解，必需引的合理解，必需引进进几个几个参数参数n n、l l、m m，称它，称它们为们为量子数量子数（表征微（表征微观观粒子运粒子运动动状状态态的一些特定的数字）的一些特定的数字），每个量子数都有其确定的取，每个量子数都有其确定的取值值范范围围。二、核外电子运动状态的描

4、述二、核外电子运动状态的描述第一章第一章 第一节第一节 意意义义：描述：描述电电子子层层能量的高低次序和离核的能量的高低次序和离核的远远近，近，有有电电子子层层的意思。的意思。取取值值：1 2 3 4 5 6 正整数正整数 符号：符号：K L M N O P n=1表示能量最低、离核最近的第一表示能量最低、离核最近的第一电电子子层层。n越大，越大，该电该电子子层层离核平均距离越离核平均距离越远远，电电子能量越高。子能量越高。n相同，即相同，即为为同一同一电电子子层层。（一）主量子数（一）主量子数n n 第一章第一章 第一节第一节 对对于于单层电单层电子的，如子的，如氢氢，电电子能量完全由子能量

5、完全由n n决定，决定，对对于多于多电电子原子来子原子来说说，电电子能量除了与子能量除了与n n值值有关外，有关外，还还与与电电子子亚层亚层有关。有关。（一）主量子数（一）主量子数n n 第一章第一章 第一节第一节意意义义：表示同一：表示同一电电子子层层中有不同的分中有不同的分层层（亚层亚层）；）；确定确定原子原子轨轨道的形状并在多道的形状并在多电电子原子中和主量子数一起决定子原子中和主量子数一起决定电电子的能量。子的能量。取取值值：0 1 2 3 4 （n1）正整数）正整数 符号：符号：s p d f g （二）角量子数（二）角量子数l l第一章第一章 第一节第一节各电子层内的亚层数 nl=

6、0 l=1 l=2l=3l=4亚层数11s122s2p233s3p3d344s4p4d4f455s5p5d5f5g5（二）角量子数（二）角量子数l l第一章第一章 第一节第一节 每个每个n值值最多最多对应对应n个不相同的角量子数个不相同的角量子数l，即每，即每个个电电子子层层最多有最多有n个个亚层亚层。l的每个的每个值还值还可表示可表示一种形状的原子一种形状的原子轨轨道：道：l=0，s轨轨道，球形；道，球形；l=1，p轨轨道，道，哑铃哑铃形；形；l=2，d轨轨道，花瓣形道，花瓣形 （二）角量子数（二）角量子数l l第一章第一章 第一节第一节注意注意 多多电电子子原原子子轨轨道道的的能能量量与与

7、n、l有有关关，而而氢氢原原子子或或单电单电子离子离 子原子子原子轨轨道的能量只与道的能量只与n有关。有关。多多电电子子原原子子轨轨道道的的能能量量，由由n、l 共共同同决决定定。一一组组n、l 对对应应于于一一个个能能级级，其其能能量量相相同同（即即n、l 都都相同）。相同）。在多在多电电子原子中，子原子中，n相同，相同，l 越大，越大，E 越大。越大。EnsEnpEndEnf 即在同一即在同一电电子子层层中，中，电电子子还还分分为为若干不同的若干不同的能能级级，l 又称又称为为能能级级或或电电子子亚层亚层。第一章第一章 第一节第一节 (同一同一亚层亚层中往往中往往还还包含着若干空包含着若干

8、空间间伸展方向不同的伸展方向不同的原子原子轨轨道。道。)意意义义:决定原子决定原子轨轨道或道或电电子云在空子云在空间间的伸展方向的伸展方向取取值值：与：与l有关，有关，给给定定l，m=0、1、2 l,(2l+1）个）个值值。如，如，p轨轨道在空道在空间间有三个方向有三个方向px、py、pz（三）磁量子数（三）磁量子数m第一章第一章 第一节第一节 通常把在一定的通常把在一定的电电子子层层中，具有一定形状和伸展方中，具有一定形状和伸展方向的向的电电子云所占据的原子核外空子云所占据的原子核外空间间称称为为一个原子一个原子轨轨道，道，简简称称为轨为轨道。用道。用或或表示。表示。电电子能量与子能量与m无

9、关，也就是无关，也就是说说，n、l相同，而相同，而m不不同的各原子同的各原子轨轨道，其能量是完全相同的。道，其能量是完全相同的。这这种能量相种能量相同的同的轨轨道称道称为简为简并并轨轨道，或等价道，或等价轨轨道。如道。如px、py、pz属属于等价于等价轨轨道。道。（三）磁量子数（三）磁量子数m第一章第一章 第一节第一节 各亚层的轨道数各亚层的轨道数各亚层的轨道数各亚层的轨道数 亚层亚层 空间取向空间取向 轨道数轨道数 s 亚层亚层 l=0 mL=0 2l+1=1 p亚层亚层 l=1 mL=0，1 2l+1=3 d亚层亚层 l=2 mL=0，1，2 2l+1=5 f亚层亚层 l=3 mL=0，1

10、，2，3 2l+1=7（三）磁量子数（三）磁量子数m第一章第一章 第一节第一节电电子除子除绕绕核运核运动动外外,还绕还绕着自身的着自身的轴轴作自旋运作自旋运动动意意义义：描述核外：描述核外电电子的自旋状子的自旋状态态取取值值：+1/2，-1/2 ；，四个量子数四个量子数 n,l,m,ms可确定一个可确定一个电电子在原子核外的子在原子核外的运运动动状状态态（四）自旋量子数（四）自旋量子数ms第一章第一章 第一节第一节结论结论：同一原子中，不可能有运：同一原子中，不可能有运动动状状态态完全相同的完全相同的电电子存在，即同一原子中各个子存在，即同一原子中各个电电子的四个量子数不可能子的四个量子数不可

11、能完全相同。完全相同。一个一个轨轨道中只能容道中只能容纳纳2个自旋相反的个自旋相反的电电子；子；各各电电子子层层的的轨轨道数道数=n2 各各电电子子层电层电子的最大容量子的最大容量=2n2（四）自旋量子数（四）自旋量子数ms第一章第一章 第一节第一节1-1（四）自旋量子数（四）自旋量子数ms第一章第一章 第一节第一节 1.n 不同，不同，l 相同。相同。n 越大，越大，电电子云的径向分布子云的径向分布图图的主峰离核越的主峰离核越远远，轨轨道的能量越高；道的能量越高；E1sE2s E3s E2p E3p E4p E3d E4d E5d E4f E5f 三、原子核外电子排布三、原子核外电子排布（一

12、）电子分布与近似能级图（一）电子分布与近似能级图 2.n 相同，相同，l 相同。相同。l 越大，能量越高。越大，能量越高。第一章第一章 第一节第一节 在一定情况下在一定情况下nd 轨轨道的能量可能高于道的能量可能高于(n+1)s轨轨道的能量，道的能量，nf 轨轨道的能量可能高于道的能量可能高于(n+2)s轨轨道的能道的能量，量，这这种种现现象称象称为为能能级级交交错错。如：如：是屏蔽效应和钻穿效应的结果。3.能能级级交交错错第一章第一章 第一节第一节（一）电子分布与近似能级图（一）电子分布与近似能级图 鲍林获得鲍林获得19541954年诺贝尔化学奖和年诺贝尔化学奖和19621962年诺年诺贝尔

13、和平奖贝尔和平奖第一章第一章 第一节第一节（一）电子分布与近似能级图（一）电子分布与近似能级图 原子轨道的近似能级图原子轨道的近似能级图第一章第一章 第一节第一节（二）多电子原子核外电子排布（二）多电子原子核外电子排布 多多电电子原子的核外子原子的核外电电子的排布又称子的排布又称为为电电子的构型子的构型。根据光根据光谱谱数据，数据，归纳归纳出基出基态态原子核外原子核外电电子排布的子排布的三个三个原原则则。1.能量最低原理能量最低原理2.Pauli不相容原理不相容原理3.Hund规则规则第一章第一章 第一节第一节 “系系统统的的能能量量愈愈低低，愈愈稳稳定定”是是自自然然界界的的普普遍遍规规律。

14、律。基基态态原子，是最原子，是最稳稳定的系定的系统统，能量最低。，能量最低。1.能量最低原理能量最低原理 能量最低原理能量最低原理基基态态多多电电子原子核外子原子核外电电子排布子排布时时，总总是先占据能量最低的是先占据能量最低的轨轨道，当低能量道，当低能量轨轨道占道占满满后，才排入高能量的后，才排入高能量的轨轨道，以使整个原子能量最道，以使整个原子能量最低。低。如下如下图图箭箭头头所指所指顺顺序。序。第一章第一章 第一节第一节电电子子填填入入能能级级的的先先后后次次序序1.能量最低原理能量最低原理第一章第一章 第一节第一节 在同一个原子中，没有彼此完全在同一个原子中，没有彼此完全处处于相同的于

15、相同的状状态态的的电电子。子。在同一个原子中不能有四个量子数完全相同的两在同一个原子中不能有四个量子数完全相同的两个个电电子存在。子存在。2.Pauli不相容原理不相容原理第一章第一章 第一节第一节 每一每一电电子子亚层亚层最多容最多容纳纳的的电电子数子数为为：s2、p6、d10、f14 每一每一电电子子层层最多能容最多能容纳纳的的电电子数子数为为原子原子轨轨道的道的2倍，即倍，即2n2。由此可知：由此可知：一个原子中不允一个原子中不允许许有两个有两个电电子子处处于完全相同的状于完全相同的状态态。在一个原子在一个原子轨轨道上最多能容道上最多能容纳纳两个两个自旋方向相反自旋方向相反的的电电子。子

16、。2.Pauli不相容原理不相容原理第一章第一章 第一节第一节3Hund规则规则 在在简简并并轨轨道上，道上，电电子子总总是尽可能是尽可能分占不同的分占不同的轨轨道道，且且自旋平行自旋平行，使原子的，使原子的总总能量最低。如：能量最低。如：6C 轨道式 电电子在能量相同的子在能量相同的轨轨道（即道（即简简并并轨轨道）上排布道）上排布时时，总总是尽可能以自旋相同的方向，分占不同的是尽可能以自旋相同的方向，分占不同的轨轨道，因道，因为这样为这样的排布方式的排布方式总总能量最低。能量最低。7N轨道式 第一章第一章 第一节第一节8O轨道式 9F轨道式 电子排布式：6C 1s2 2s2 2p2 7N 1

17、s2 2s2 2p3 8O 1s2 2s2 2p4 9F 1s2 2s2 2p5 原子序数原子序数为为3 10的的8种元素原子的基种元素原子的基态电态电子构型子构型见见表表1-2。轨轨道道图图式描述原子构型可以准确地表达式描述原子构型可以准确地表达Hund 规则规则，而而电电子构型式却无法表达。子构型式却无法表达。3Hund规则规则第一章第一章 第一节第一节例如：22Ti 1s22s22p63s23p63d24s2 26Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 24Cr 1s22s22p63s23p63d44s2 实验测定：1s22s22p63s23p63d54s1?填入按能级顺序书写

18、按电子层顺序价层电子29Cu 1s22s22p63s23p63d94s2 实验测定：1s22s22p63s23p63d104s1 再如：3Hund规则规则第一章第一章 第一节第一节全充满：s2,p6 ,d10 ,f14 半充满：s1,p3 ,d5 ,f7 全空：s0,p0 ,d0 ,f0 Hund规则规则特例特例:简简并并轨轨道全充道全充满满、半充、半充满满、或全、或全空的状空的状态态都是能量都是能量较较低的低的稳稳定状定状态态。24Cr 1s22s22p63s23p63d54s129Cu 1s22s22p63s23p63d104s1所以：3Hund规则规则第一章第一章 第一节第一节电子排布的

19、书写：（3）可用）可用原子原子实实或原子芯或原子芯（稀有气体元素符号）（稀有气体元素符号）简简写写电电子排布式。子排布式。(1)按按电电子子层层的的顺顺序写序写;(2)一般地按照一般地按照电电子排布三原子排布三原则书则书写写,个个别别例外，例外，应应以以实验为实验为依据依据;例：例：47Ag 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1 47Ag Kr 4d105s1；Ag+Kr 4d10 (4)离子的离子的电电子排布式，是在基子排布式，是在基态态原子的原子的电电子排布子排布式基式基础础上加上得到或失去的上加上得到或失去的电电子子。第一章第一章 第一节第一节节小结节小结第一

20、章第一章 第一节第一节1、原子核外电子的运动、原子核外电子的运动2、核外电子运动状态的描述、核外电子运动状态的描述3、原子核外电子排布、原子核外电子排布节小结节小结第一章第一章 第一节第一节难点：难点：1、核外电子运动状态的描述核外电子运动状态的描述2、原子核外电子排布原子核外电子排布第一章第一章 第一节第一节1、如何描述核外电子的运动？如何描述核外电子的运动？2、描述核外电子运动状态的量子数有哪些？描述核外电子运动状态的量子数有哪些？思考题思考题答：答：(1)只能用只能用统计统计的的观观点指出它在原子核外点指出它在原子核外、只能用、只能用统统计计的的观观点指出它在原子核外点指出它在原子核外

21、空空间间某某处处出出现现机会的多少。机会的多少。空空间间某某处处出出现现机会的多少。机会的多少。(2)用用“电电子云子云”形象的描述核形象的描述核外外电电子的子的、电电子云子云”运运动动。答：答：(1)主量子数主量子数n。(2)角量子数角量子数l。（。（3）磁量子数）磁量子数m。（4）自旋量子数）自旋量子数ms第一章第一章 第一节第一节思考题思考题3、下列轨道表示式能表示磷原子的最低能量状态的是、下列轨道表示式能表示磷原子的最低能量状态的是第一章第一章 第一节第一节思考题思考题章章 页页4、下列电子亚层中，轨道数目最多的是下列电子亚层中，轨道数目最多的是A.n1,l0 B.n2,l1 C.n3

22、,l2 D.n4,l1E.n5,l0第二节元素周期系和元素的基本性质第二节元素周期系和元素的基本性质 当元素按照核当元素按照核电电荷数荷数递递增的增的顺顺序排序排列列时时，电电子排布子排布(构型构型)呈周期性呈周期性变变化，化，元素性元素性质质呈呈现现周期性周期性变变化。化。这这一一规规律律叫做叫做元素周期律元素周期律。元素周期表是原子的元素周期表是原子的电电子构型随着子构型随着核核电电荷数荷数递递增而呈增而呈现现周期性周期性变变化的反化的反映。映。一、原子的电子结构和元素周期律一、原子的电子结构和元素周期律第一章第一章 第二节第二节 能级组的形成是元素划分为周期的本质原因。每能级组的形成是元

23、素划分为周期的本质原因。每一个能级组对应于一个周期。一个能级组对应于一个周期。7 7个能级组形成个能级组形成7 7个周期。个周期。三长三短一不全三长三短一不全短周期（一、二、三周期）短周期（一、二、三周期）长长周期（四、五、六周期）周期（四、五、六周期）不完全周期（第七周期不完全周期（第七周期）（一）（一）周期（能级组）周期（能级组）第一章第一章 第二节第二节(1)(1)周期表中的周期数就是能级组数。周期表中的周期数就是能级组数。(2)(2)元素所在的周期序数等于该元素原子所处的最高能元素所在的周期序数等于该元素原子所处的最高能级组序数，也等于该元素原子最外电子层的主量子数。级组序数，也等于该

24、元素原子最外电子层的主量子数。即周期数即周期数 =能级组数能级组数 =电子层数电子层数(3)(3)各周期元素数目，等于相应能级组内各轨道所能容各周期元素数目，等于相应能级组内各轨道所能容纳的电子总数。纳的电子总数。由能级组和周期的关系可知，能级组的划分是导致周期表中各元素能划分为周期的本质原因。能级组和周期的关系第一章第一章 第二节第二节表表 1-4（一）（一）周期（能级组）周期（能级组）第一章第一章 第二节第二节 原子的原子的价价电电子子层层结结构相似的元素排在同一列，称构相似的元素排在同一列，称为为族。族。周期表共周期表共18列，其中列，其中8，9，10三列三列为为一族，称一族，称为为VI

25、II族族，其余一列一族。共，其余一列一族。共16族。族。指原子核外电子中能与其他原子相互作用形成化学键，跟元素化合价有关的电子。价电子层价电子所处的能级称为价电子层。（二）族二）族第一章第一章 第二节第二节 用用“A”表示主族，表示主族，IA-VIIIA，ns1-2np1-6，即：最，即：最后一个后一个电电子填充在子填充在ns 或或np亚层亚层。共。共7个主族，第个主族，第A一般称一般称为为0族。大多数教材是把族。大多数教材是把0族合在一起，即族合在一起，即8个主个主族。族。主族序数主族序数=最外层电子数最外层电子数=价电子数价电子数第一章第一章 第二节第二节1.主族和零族主族和零族 用用“B

26、”表示副族。表示副族。IB-VIIB族，共族，共7个副族，最后一个个副族，最后一个电电子填充在子填充在（n-1)d或或（n-2)f 亚层亚层的都属于副族。的都属于副族。B到到B族：价族：价电电子子总总数数=族数族数 如：如：钪钪Ar 3d14s2B和和B族：最外族：最外层电层电子数子数=族数族数 如：如：铜铜 29Cu Ar3d104s1，铁铁Ar3d64s2 2.副族副族第一章第一章 第二节第二节 处处于元素周期表的中于元素周期表的中间间，共三个，共三个纵纵行。它行。它们们的价的价层电层电子的构型是子的构型是(n-1)d6-10ns0-2，价，价层电层电子数是子数是8-10。3.VIII族族

27、第一章第一章 第二节第二节（三）周期表分区（特征电子构型）（三）周期表分区（特征电子构型）据价层电子构型的特征，将周期表分为5个区：(1)s 区元素：包括IA和IIA族，价电子层的构型为ns12。(2)p区元素：包括IIIA到VIIIA族，价电子层的构型为ns2np16。(3)d 区元素：包括IIIB到VIIB、VIII族的元素，价电子层的构型为(n-1)d19ns12 (Pd为(n-1)d10ns0)。(4)ds区元素：包括IB和IIB族的元素，外电子层的构型为(n-1)d10ns12。(5)f 区元素：包括镧系和锕系元素，电子层结构在f亚层上增加电子，外电子层的构型为(n-2)f114(n

28、-1)d02ns2。钍元素例外。第一章第一章 第二节第二节 0 （三）周期表分区（三）周期表分区第一章第一章 第二节第二节二、二、元素基本性元素基本性质质的周期性的周期性由于原子由于原子电电子子层结层结构呈构呈现现周期性，因此与周期性，因此与电电子子层结层结构有关的元素的基本性构有关的元素的基本性质质如：原子半径、如：原子半径、电电离能、离能、电电子子亲亲合能、合能、电负电负性等也呈性等也呈现现明明显显的周期性。的周期性。第一章第一章 第二节第二节（一）原子半径（一）原子半径1 1、原子半径的类型、原子半径的类型（1）共价半径：同种元素共价）共价半径：同种元素共价键键长键键长的一半。的一半。（

29、2）金属半径：金属晶体中，相）金属半径：金属晶体中，相邻邻两原子的核两原子的核间间距离距离的一半。的一半。（3）范德）范德华华半径：范德半径：范德华华半径是指在分子晶体中，分半径是指在分子晶体中，分子子间间以范德以范德华华力力结结合，如稀有气体，相合，如稀有气体，相邻邻两原子核两原子核间间距距的一半。的一半。如：如：Cl2：共价半径：共价半径 99pm，而范德，而范德华华半径半径 180pm。第一章第一章 第二节第二节第一章第一章 第二节第二节1 1、原子半径的类型、原子半径的类型（1）同一族）同一族 同一主族，自上而下，同一主族，自上而下，电电子子层层数数n增多，主量子数增多，主量子数增大，

30、增大，原子半径就增大原子半径就增大。同一副族，半径同一副族，半径变变化不明化不明显显，特，特别别是第五周期和是第五周期和第六周期元素接近，第六周期元素接近，这这主要是主要是镧镧系收系收缩缩造成的。造成的。2、原子半径、原子半径变变化化规规律：律：因因为镧为镧系收系收缩缩，使，使镧镧系之后的副族元素的原子半径系之后的副族元素的原子半径都相都相应缩应缩小了，使第六周期副族元素的原子半径没有小了，使第六周期副族元素的原子半径没有因因为电为电子子层层的增加而大于第五周期副族元素。的增加而大于第五周期副族元素。原子半径的相似也使得原子半径的相似也使得这这些相些相应应的元素化学性的元素化学性质质也也很相似

31、。很相似。镧系元素新增加的电子填充在次外层的镧系元素新增加的电子填充在次外层的（n-2）f轨道上，对外层屏蔽作用更大，有轨道上，对外层屏蔽作用更大，有效核电荷数减少，使整个镧系元素的原子半效核电荷数减少，使整个镧系元素的原子半径减小非常缓慢。径减小非常缓慢。镧系元素的原子半径随原镧系元素的原子半径随原子序数增加逐渐减小的现象称为镧系收缩。子序数增加逐渐减小的现象称为镧系收缩。第一章第一章 第二节第二节镧系收缩第一章第一章 第二节第二节2、原子半径、原子半径变变化化规规律：律：主族元素第一章第一章 第二节第二节2、原子半径、原子半径变变化化规规律律（2）同周期）同周期 自左至右自左至右核核电电荷

32、数依次增加，核荷数依次增加，核对对外外层电层电子的吸子的吸引力增引力增强强，所以，所以原子半径原子半径递递减减。零族元素半径大幅增加，是因零族元素半径大幅增加，是因为为惰性气体只有范惰性气体只有范德德华华半径，比共价半径大得多。半径，比共价半径大得多。同周期主族元素同周期主族元素r递递减快；减快；副族元素副族元素间间r递递减慢；减慢；镧镧系元素系元素r减少很少减少很少(镧镧系收系收缩缩)。第一章第一章 第二节第二节2、原子半径、原子半径变变化化规规律：律：（二）（二）电电离能离能 I 电电离能：气离能：气态态原子在基原子在基态时态时失去失去电电子所需的能量，常子所需的能量，常用使用使1mol气

33、气态态原子（或阳离子）失去一个原子（或阳离子）失去一个电电子所需的能子所需的能量（量（kJ/mol）表示。）表示。原子失去第一个原子失去第一个电电子所需的能量称第一子所需的能量称第一电电离能（离能（I1）；）；失去第二个失去第二个电电子所需的能量称第二子所需的能量称第二电电离能（离能（I2）.I1 I2 I3第一章第一章 第二节第二节I的的变变化化规规律：律：（1）周期：从左到右，）周期：从左到右，I1渐渐增大（核增大（核电电荷数增加）；荷数增加）；（2）族：从上到下，）族：从上到下，I1渐渐减少（原子半径增大）；减少（原子半径增大）；核核电电荷越大，原子半径越小，核荷越大，原子半径越小，核对

34、对核外核外电电子的吸引子的吸引力越力越强强，电电离能就越大，反之离能就越大，反之电电离能越小。离能越小。（二）（二）电电离能离能 I第一章第一章 第二节第二节（三）元素的（三）元素的电负电负性性 电电离能和离能和电电子子亲亲合能合能(基基态态的气的气态态原子得到原子得到电电子能子能力的大小用力的大小用电电子子亲亲合能表示合能表示)分分别别反映元素原子失反映元素原子失去和得到去和得到电电子的能力。子的能力。为为了能同了能同时时量度量度这这两种性两种性质质，1932年年鲍鲍林提出了林提出了电负电负性的概念性的概念:电负电负电负电负性性性性是元素的原子在分子中是元素的原子在分子中对对成成键电键电子的

35、吸引子的吸引能力。能力。无法无法测测出出绝对值绝对值，鲍鲍林以林以 F=4.0(3.98)F=4.0(3.98)得其它元得其它元素相素相对值对值。表。表1-6递变规递变规律：律：同一周期，从左到右，同一周期，从左到右，电负电负性逐性逐渐渐增增 大大 同一主族，从上到下，同一主族，从上到下，电负电负性逐性逐渐渐减小减小第一章第一章 第二节第二节易失易失电电子子变变成阳离子即金属性成阳离子即金属性强强；反之，若易得反之，若易得电电子子变变成阴离子成阴离子则则非金属性非金属性强强。（四）元素的金属性和非金属性（四）元素的金属性和非金属性变变化化规规律：律：（1）同周期：从左到右，）同周期：从左到右，

36、电负电负性性渐渐增大，元素的增大，元素的金属性金属性渐渐减弱，非金属性减弱，非金属性渐渐强强。（2）同主族：从上到下，元素原子的）同主族：从上到下，元素原子的电负电负性减小，性减小，金属性金属性渐渐强强，非金属性，非金属性渐渐弱弱第一章第一章 第二节第二节r ，I ，x ，非金属性，非金属性 r Ix金属性金属性r，金属性金属性 I，x非金属性非金属性元素性质在周期表中递变规律元素性质在周期表中递变规律第一章第一章 第二节第二节（五）元素的氧化数（五）元素的氧化数氧化数是指在单质或化合物中某元素的一个原子的形式电荷氧化数是指在单质或化合物中某元素的一个原子的形式电荷数。数。氧化数概念是从正负化

37、合价概念分化发展产生的。化合价的氧化数概念是从正负化合价概念分化发展产生的。化合价的原意是某种元素的原子与其他元素的原子相化合时两种元素的原原意是某种元素的原子与其他元素的原子相化合时两种元素的原子数目之间一定的比例关系，所以化合价不应为非整数。例如，子数目之间一定的比例关系，所以化合价不应为非整数。例如，在在Fe3O4中，中，Fe实际上存在两种价态：实际上存在两种价态：+2和和+3价，其分子组成为：价，其分子组成为：Fe+3Fe+2Fe+3O4。氧化数是形式电荷数，所以可以为分数。氧化数是形式电荷数，所以可以为分数。O的总氧化数是的总氧化数是-8，而，而3个个Fe的总氧化数应该是的总氧化数应

38、该是+8，所以铁元素，所以铁元素的氧化数的平均值是的氧化数的平均值是+8的的1/3，即就是，即就是+8/3。同一元素，氧化数越高，电负性越大。同一元素，氧化数越高，电负性越大。第一章第一章 第二节第二节节小结节小结1 1、原子的电子结构和元素周期律、原子的电子结构和元素周期律2、元素基本性元素基本性质质的周期性的周期性节小结节小结难点：难点：元素基本性元素基本性质质的周期性的周期性思考题思考题1 1、氧化数和化合价两个概念有何区别氧化数和化合价两个概念有何区别 答：答：氧化数是从化合价氧化数是从化合价发发展得出来的一种新概念。化合展得出来的一种新概念。化合价的原意是某种元素的原子与其他元素的原

39、子相化合价的原意是某种元素的原子与其他元素的原子相化合时时两两种元素的原子数目之种元素的原子数目之间间一定的比例关系，所以化合价不一定的比例关系，所以化合价不应应为为非整数。而氧化数是形式非整数。而氧化数是形式电电荷数，所以可以荷数，所以可以为为分数。在分数。在大多数情况下，氧化数是把氧元素的氧化数定大多数情况下，氧化数是把氧元素的氧化数定为为-2，这这也也是由化合价确定了的。它是由化合价确定了的。它们们的区的区别别是：氧化数只指原子而是：氧化数只指原子而不指原子不指原子团团，而化合价既指示原子又指原子，而化合价既指示原子又指原子团团。化合价不。化合价不能用分数，而氧化数可以用分数。例如能用分

40、数，而氧化数可以用分数。例如Fe3O4中中铁铁的氧化数的氧化数是正是正8/3，而化合价是指两个，而化合价是指两个铁铁原子原子为为正正3价，一个价，一个铁铁原子原子是正是正2价。价。思考题思考题 2、某元素原子的某元素原子的电电子排布式子排布式为为 1s22s22p63s23p63d104s24p5，该该原子原子对应对应的元素在周的元素在周期表中位于期表中位于A.第第4周期，周期，A族，族，s区区 B.第第4周期，周期，A族，族，p区区C.第第4周期，周期，A族，族，d区区 D.第第4周期，周期，B族，族，s区区E.第第4周期，周期，B族，族，p区区章章 页页第三第三节节 化学化学键键 我我们们

41、把分子内部直接相把分子内部直接相邻邻原子原子间间的的强强的相互作的相互作用力称用力称为为化学化学键键。化学化学键键有三种有三种类类型：型：a.离子离子键键(ionic bond)b.共价共价键键(covalent bond)c.金属金属键键(metal bond)第一章第一章 第三节第三节一、离子键一、离子键（一）离子键的形成（一）离子键的形成n Na（2s22p63s1）n Cl（3s23p5）n NaCl静电引力 n Na+（2s22p6）n Cl-（3s23p6）-ne+ne德国化学家科塞尔 离子离子键键：相反相反电电荷的正、荷的正、负负离子通离子通过过静静电电作用而形成的化学作用而形成

42、的化学键键。形成离子形成离子键键重要条件：重要条件：两成两成键键原子的原子的电电负负性差性差值较值较大大如：第一章第一章 第三节第三节（二）离子键的本质及特点（二）离子键的本质及特点离子离子键键的的本本质质是是静静电电作用力。作用力。离子离子键键的的特点特点：没有方向性和没有方向性和饱饱和性。和性。a.与任何方向与任何方向电电性不同的离子相吸引，所以性不同的离子相吸引，所以无方向性无方向性。b.只要是正只要是正负负离子之离子之间间，则则彼此吸引，即彼此吸引，即无无饱饱和性和性。离子离子键键的的强强度是吸引力与排斥力的平衡度是吸引力与排斥力的平衡结结果。通常用果。通常用晶格能晶格能来衡量。来衡量

43、。离子离子键键的形成条件是两个成的形成条件是两个成键键原子原子电负电负性足性足够够大。大。一般相差一般相差1.7时时，可以判断形成离子，可以判断形成离子键键。第一章第一章 第三节第三节 晶格能：晶格能：在在标标准状准状态态下下(298K)，将，将1mol离子晶离子晶体体转转化化为为气气态态离子所吸收的能量。离子所吸收的能量。(Ela)离子的离子的电电荷越高，半径越小，晶格能也越大，荷越高，半径越小，晶格能也越大，化合物越化合物越稳稳定，离子化合物的熔点和沸点也就越定，离子化合物的熔点和沸点也就越高。高。NaCl (s)Na+(g)+Cl-(g)U=788kJmol-1（二）离子键的本质及特点（

44、二）离子键的本质及特点第一章第一章 第三节第三节二、共价二、共价键键路易斯 1916 年，美国科学家年，美国科学家 Lewis 提出提出原子原子间间共用共用电电子子对对成成键键的概念。的概念。同种元素的原子以及同种元素的原子以及电负电负性相近的性相近的原子原子间间可以通可以通过过共用共用电电子子对对形成分子。形成分子。共用一共用一对电对电子形成子形成单键单键，共用两，共用两对对或三或三对电对电子子形成双形成双键键或三或三键键。共价共价键键(covalent bond)：原子通：原子通过过共用共用电电子子对对形形成的化学成的化学键键。第一章第一章 第三节第三节路易斯路易斯结结构式构式：利用小黑点

45、代表：利用小黑点代表电电子（或用短子（或用短线线代表一代表一对对成成键电键电子子对对）表示出分子中原子周）表示出分子中原子周围围的价的价层层电电子，并子，并结结合惰性气体合惰性气体8电电子子稳稳定定结结构的事构的事实实，确定，确定一些分子或离子的一些分子或离子的结结构式。例如：构式。例如：二、共价二、共价键键第一章第一章 第三节第三节 1930年，年，L.Pauling等人在此基等人在此基础础上，建立了上，建立了现现代代价价键键理理论论（valence bond theory,VBT)，又称，又称电电子配子配对对理理论论。二、共价二、共价键键第一章第一章 第三节第三节1.1.只有自旋方向相反的

46、未成对电子只有自旋方向相反的未成对电子 (单电子单电子)，可，可以配以配对形成稳定的共价键。对形成稳定的共价键。2.2.一个原子有几个未成对电子，就能与几个其它原子一个原子有几个未成对电子，就能与几个其它原子的几个自旋方向相反的未对电子形成共价健。的几个自旋方向相反的未对电子形成共价健。3.3.成键电子的两原子轨道尽可能达到最大重叠。轨道成键电子的两原子轨道尽可能达到最大重叠。轨道重叠程度愈大，两核间电子的概率密度愈密集，系统能重叠程度愈大，两核间电子的概率密度愈密集，系统能量降低越多形成的共价键愈稳定。这称为原子轨道最大量降低越多形成的共价键愈稳定。这称为原子轨道最大重叠原理。重叠原理。要点

47、第一章第一章 第三节第三节1.共价共价键键的本的本质质根据价根据价键键理理论论，共价，共价键键是原子是原子间间通通过过共用共用电电子子对对（即（即电电子云的重叠）所形成的化学子云的重叠）所形成的化学键键。共价。共价键键形成的形成的本本质质就是就是电电子云的重叠，子云的重叠，电电子云重叠越多，分子越子云重叠越多，分子越稳稳定。两个原子的未成定。两个原子的未成对电对电子，只有自旋相反，才能配子，只有自旋相反，才能配对对形成一个共价形成一个共价键键。（二）共价键的本质和特征（二）共价键的本质和特征第一章第一章 第三节第三节 (1)共价共价键键的的饱饱和性和性 自旋方向相反的自旋方向相反的单电单电子配

48、子配对对形成共价形成共价键键后，就不能后，就不能再和其它原子中的再和其它原子中的单电单电子配子配对对。所以，每个原子所能。所以，每个原子所能形成共价形成共价键键的数目取决于的数目取决于该该原子中的原子中的单电单电子数目。子数目。例例如：两个如：两个氯氯各有一个未成各有一个未成对电对电子，它子，它们们可以配可以配对对形成形成单键单键(Cl-Cl)。+1s3pz2.2.共价共价键键的特征的特征第一章第一章 第三节第三节 成键电子的原子轨道在空间都有一定的形状和取向。成键电子的原子轨道在空间都有一定的形状和取向。两原子轨道只有沿一定的方向靠近才能达到最大程度两原子轨道只有沿一定的方向靠近才能达到最大

49、程度的重叠，才能形成稳定的共价键的重叠，才能形成稳定的共价键。如：如：(2)共价键的共价键的方向性方向性第一章第一章 第三节第三节如下图所示的重叠，将破坏原子轨道的对称性。如下图所示的重叠，将破坏原子轨道的对称性。X+X+sp+pzz+pz(2)共价键的共价键的方向性方向性第一章第一章 第三节第三节(三三)共价键的类型共价键的类型 由于成键原子轨道重叠方式的不同，形成了两由于成键原子轨道重叠方式的不同，形成了两种不同类型的共价键。种不同类型的共价键。1.键键:两原子轨道沿键轴两原子轨道沿键轴(成键原子核连线成键原子核连线)方向进行同号重叠方向进行同号重叠(头碰头头碰头)。第一章第一章 第三节第

50、三节(三三)共价键的类型共价键的类型第一章第一章 第三节第三节 两原子轨道沿键轴方向在键轴两侧平行同号重两原子轨道沿键轴方向在键轴两侧平行同号重叠叠(肩并肩肩并肩)。2.键键“肩并肩肩并肩”第一章第一章 第三节第三节 由于由于键键的的轨轨道重叠程度小于道重叠程度小于 键键，所以，所以键键的的键键能能通常小于通常小于 键键，稳稳定性也定性也较较低，两原子形成共价低，两原子形成共价键时键时，优优先形成先形成 键键。(三三)共价键的类型共价键的类型第一章第一章 第三节第三节 键 键 参加成键的轨道 s s、p p 及各种杂化轨道及各种杂化轨道 仅仅 p p 轨道轨道 电子云重叠方式 头对头头对头 肩