大学化学复习课件.ppt

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1、微观粒子的波动性是大量微粒运动表现出来的性质，即是具有统计意义的概率波。电子波动性的证明电子波动性的证明得出的结论：得出的结论：波动性是与微粒行为的统计性规律在一起的。波动性是与微粒行为的统计性规律在一起的。在底片上衍射强度大的地方（明处），也就是在底片上衍射强度大的地方（明处），也就是波强度大的地方，一定是电子在该处单位微体波强度大的地方，一定是电子在该处单位微体积内出现的机会多（概率密度大），衍射强度积内出现的机会多（概率密度大），衍射强度小的地方（暗处），也就是波强度小的地方，小的地方（暗处），也就是波强度小的地方，一定是电子在该处单位微体积内出现的机会少一定是电子在该处单位微体积内出现

2、的机会少（概率密度小）。由此可以认为：具有波动性（概率密度小）。由此可以认为：具有波动性的微观粒子（包括电子在内）虽然没有确定的的微观粒子（包括电子在内）虽然没有确定的运动轨迹，但在空间某处波的强度与该处粒子运动轨迹，但在空间某处波的强度与该处粒子出现的概率密度成正比。出现的概率密度成正比。（2）波函数的角度分布图）波函数的角度分布图 原子轨道的角度分布图原子轨道的角度分布图原子轨道的角度分布图原子轨道的角度分布图 电子云的角度分布图电子云的角度分布图电子云的角度分布图电子云的角度分布图 原子轨道与电子云角度分布图比较原子轨道与电子云角度分布图比较原子轨道与电子云角度分布图比较原子轨道与电子云

3、角度分布图比较 原子轨道的角度分布图原子轨道的角度分布图原子轨道的角度分布图原子轨道的角度分布图波函数波函数=薛定谔方程的合理解薛定谔方程的合理解=原子轨道原子轨道 原子轨道的角度分布图原子轨道的角度分布图原子轨道的角度分布图原子轨道的角度分布图三个量子数三个量子数三个量子数三个量子数n,l,m n,l,m 确定的波函数称为一个原子轨道确定的波函数称为一个原子轨道确定的波函数称为一个原子轨道确定的波函数称为一个原子轨道 波函数波函数波函数波函数是量子力学中描述核外电子在空间运动状是量子力学中描述核外电子在空间运动状是量子力学中描述核外电子在空间运动状是量子力学中描述核外电子在空间运动状态的数学

4、函数式，量子力学借用经典力学中描述物体运态的数学函数式，量子力学借用经典力学中描述物体运态的数学函数式，量子力学借用经典力学中描述物体运态的数学函数式，量子力学借用经典力学中描述物体运动的动的动的动的“轨道轨道轨道轨道”的这一名词，把的这一名词，把的这一名词，把的这一名词，把波函数波函数波函数波函数 叫做叫做叫做叫做原子轨道原子轨道原子轨道原子轨道。n=1,l=0,m=0,1,0,0 1s原子轨道原子轨道原子轨道原子轨道,1s n=2,l=0,m=0,2,0,0 2s原子轨道原子轨道原子轨道原子轨道,2s l=1,m=0,2,1,0 2pz原子轨道原子轨道原子轨道原子轨道,2pz z 电子云的

5、角度分布图电子云的角度分布图电子云的角度分布图电子云的角度分布图 与原子轨道的角度部分相对应，也有电子云即与原子轨道的角度部分相对应，也有电子云即与原子轨道的角度部分相对应，也有电子云即与原子轨道的角度部分相对应，也有电子云即概率密度概率密度概率密度概率密度|2 2的角度部分的角度部分的角度部分的角度部分|Y Yl,ml,m(,)|2 2的分布图。的分布图。的分布图。的分布图。例如例如例如例如p pz z电子云的角度部分是电子云的角度部分是电子云的角度部分是电子云的角度部分是|Y Yp pz z|2 2=cos=cos2 2，若将若将若将若将|Y Yp pz z|2 2对对对对 作图，便可得到

6、作图，便可得到作图，便可得到作图，便可得到p pz z电子云的角度分布图。电子云的角度分布图。电子云的角度分布图。电子云的角度分布图。它表示了电子在空间不同角度出现的概率密度它表示了电子在空间不同角度出现的概率密度它表示了电子在空间不同角度出现的概率密度它表示了电子在空间不同角度出现的概率密度的大小，从角度的侧面反映了电子云概率密度分布的大小，从角度的侧面反映了电子云概率密度分布的大小，从角度的侧面反映了电子云概率密度分布的大小，从角度的侧面反映了电子云概率密度分布的方向性。的方向性。的方向性。的方向性。电子云的角度分布图电子云的角度分布图电子云的角度分布图电子云的角度分布图 电子云的角度分布

7、图电子云的角度分布图电子云的角度分布图电子云的角度分布图 电子云也可以是用电子云也可以是用电子云也可以是用电子云也可以是用统计的方法统计的方法统计的方法统计的方法描述电子在核外空间某一区描述电子在核外空间某一区描述电子在核外空间某一区描述电子在核外空间某一区域内出现概率大小的一个形象化的图示，域内出现概率大小的一个形象化的图示，域内出现概率大小的一个形象化的图示，域内出现概率大小的一个形象化的图示，s s 电子经常出现的区域电子经常出现的区域电子经常出现的区域电子经常出现的区域是核外的一个球形空间。是核外的一个球形空间。是核外的一个球形空间。是核外的一个球形空间。图中密集的小点只是说明氢原子核

8、外的一个电子在核外空间的一种运动图中密集的小点只是说明氢原子核外的一个电子在核外空间的一种运动图中密集的小点只是说明氢原子核外的一个电子在核外空间的一种运动图中密集的小点只是说明氢原子核外的一个电子在核外空间的一种运动状态，并不代表有这么多个电子在核外运动。状态，并不代表有这么多个电子在核外运动。状态，并不代表有这么多个电子在核外运动。状态，并不代表有这么多个电子在核外运动。s s 电子云电子云电子云电子云 l l =0 0 电子云的角度分布图电子云的角度分布图电子云的角度分布图电子云的角度分布图处于不同状态的电子，它们的波函数处于不同状态的电子，它们的波函数处于不同状态的电子，它们的波函数处

9、于不同状态的电子，它们的波函数各不相同，其各不相同，其各不相同，其各不相同，其|2 2 当当当当然也各不相同，表示然也各不相同，表示然也各不相同，表示然也各不相同，表示|2 2 的图像的图像的图像的图像电子云图也不一样。电子云图也不一样。电子云图也不一样。电子云图也不一样。原子轨道与电子云角度分布图比较原子轨道与电子云角度分布图比较原子轨道与电子云角度分布图比较原子轨道与电子云角度分布图比较 形状相似形状相似形状相似形状相似，不同的是电子云的角度分布图形比原子轨不同的是电子云的角度分布图形比原子轨不同的是电子云的角度分布图形比原子轨不同的是电子云的角度分布图形比原子轨道的角度分布图形要道的角度

10、分布图形要道的角度分布图形要道的角度分布图形要“瘦瘦瘦瘦”些；这是些；这是些；这是些；这是由于由于由于由于Y Y=coscos 值小于值小于值小于值小于1 1，而，而，而，而|Y Y|2 2 值就更小的缘故。值就更小的缘故。值就更小的缘故。值就更小的缘故。正负号不同正负号不同正负号不同正负号不同，原子轨道角度分布图上有原子轨道角度分布图上有原子轨道角度分布图上有原子轨道角度分布图上有、号之分，号之分，号之分，号之分，而电子云角度分布图上都是正值；原子轨道角度分布图上而电子云角度分布图上都是正值；原子轨道角度分布图上而电子云角度分布图上都是正值；原子轨道角度分布图上而电子云角度分布图上都是正值；

11、原子轨道角度分布图上的的的的、号只是代表号只是代表号只是代表号只是代表波函数波函数波函数波函数中角度部分中角度部分中角度部分中角度部分Y Y的正、负的正、负的正、负的正、负，并不，并不，并不，并不表示波函数表示波函数表示波函数表示波函数的正、负。的正、负。的正、负。的正、负。3.四个量子数四个量子数 由由由由n n、l l、mm三个量子数所确定下来的一套参三个量子数所确定下来的一套参三个量子数所确定下来的一套参三个量子数所确定下来的一套参数就可以表示一种波函数。在求解薛定谔方程的数就可以表示一种波函数。在求解薛定谔方程的数就可以表示一种波函数。在求解薛定谔方程的数就可以表示一种波函数。在求解薛

12、定谔方程的过程中除了直接引入的这三个量子数之外，后来过程中除了直接引入的这三个量子数之外，后来过程中除了直接引入的这三个量子数之外，后来过程中除了直接引入的这三个量子数之外，后来根据实验和理论的要求，又引入了一个描述电子根据实验和理论的要求，又引入了一个描述电子根据实验和理论的要求，又引入了一个描述电子根据实验和理论的要求，又引入了一个描述电子自旋特征的量子数自旋特征的量子数自旋特征的量子数自旋特征的量子数mms s。这些量子数对描述核外电这些量子数对描述核外电这些量子数对描述核外电这些量子数对描述核外电子的运动状态、确定原子中电子的能量、原子轨子的运动状态、确定原子中电子的能量、原子轨子的运

13、动状态、确定原子中电子的能量、原子轨子的运动状态、确定原子中电子的能量、原子轨道或电子云的形状和空间伸展方向、以及多电子道或电子云的形状和空间伸展方向、以及多电子道或电子云的形状和空间伸展方向、以及多电子道或电子云的形状和空间伸展方向、以及多电子原子核外电子的排布非常重要原子核外电子的排布非常重要原子核外电子的排布非常重要原子核外电子的排布非常重要。3.四个量子数四个量子数主量子数主量子数主量子数主量子数 nn n=1=1，2 2，3 3，4 4，5 5，6 6，7 7 （正整数正整数正整数正整数）主量子数主量子数主量子数主量子数n n是决定电子层数的。用它来描述原是决定电子层数的。用它来描述

14、原是决定电子层数的。用它来描述原是决定电子层数的。用它来描述原子中电子出现概率最大的区域离核的远近。子中电子出现概率最大的区域离核的远近。子中电子出现概率最大的区域离核的远近。子中电子出现概率最大的区域离核的远近。n n的取值范围：的取值范围：的取值范围：的取值范围：KK，L L，MM，N N，OO，P P，Q Q （光谱符号）（光谱符号）（光谱符号）（光谱符号）3.四个量子数四个量子数主量子数主量子数主量子数主量子数 n 核外电子能量既与核外电子能量既与核外电子能量既与核外电子能量既与n n有关，又与有关，又与有关，又与有关，又与l l 有关，取有关，取有关，取有关，取决于决于决于决于 n

15、n 和和和和 l l 的取值。不能只决定于的取值。不能只决定于的取值。不能只决定于的取值。不能只决定于n n值的大小。值的大小。值的大小。值的大小。主量子数主量子数主量子数主量子数n n是决定电子能量高低的是决定电子能量高低的是决定电子能量高低的是决定电子能量高低的主要因素主要因素主要因素主要因素。对多电子原子：对多电子原子：对多电子原子：对多电子原子：3.四个量子数四个量子数角量子数角量子数角量子数角量子数 l（亦称副量子数亦称副量子数）角量子数角量子数角量子数角量子数 l l 表示原子轨道或电子云的形状。表示原子轨道或电子云的形状。表示原子轨道或电子云的形状。表示原子轨道或电子云的形状。l

16、 l 的取值范围：的取值范围：的取值范围：的取值范围：对于给定的对于给定的对于给定的对于给定的n n值，值，值，值，l l只能取小于只能取小于只能取小于只能取小于n n的整数值。的整数值。的整数值。的整数值。l l=0=0，1 1，2 2，3 3，4 4，5 5(n n-1)-1)s s，p p，d d，f f，g g，h h（光谱符号）（光谱符号）（光谱符号）（光谱符号）3.四个量子数四个量子数角量子数角量子数角量子数角量子数 l（亦称副量子数亦称副量子数）用主量子数用主量子数用主量子数用主量子数n n表示电子层时，角量子数表示电子层时，角量子数表示电子层时，角量子数表示电子层时，角量子数l

17、 l 就表示就表示就表示就表示同一电子层中具有不同状态的分层，对于给定的同一电子层中具有不同状态的分层，对于给定的同一电子层中具有不同状态的分层，对于给定的同一电子层中具有不同状态的分层，对于给定的主量子数主量子数主量子数主量子数n n来说，就有来说，就有来说，就有来说，就有n n个不同的角量子数个不同的角量子数个不同的角量子数个不同的角量子数 l l。电子层数电子层数电子层数电子层数n n值值值值电子分层电子分层电子分层电子分层 l l 值值值值电子分层数电子分层数电子分层数电子分层数1 1001s1s2 2001 12s22s2p p3 3001 12 23s33s3p p33d d4 4

18、001 12 23 34s44s4p p44d d44f f3.四个量子数四个量子数磁量子数磁量子数磁量子数磁量子数 m 磁量子数磁量子数磁量子数磁量子数 m m 决定原子轨道或电子云在空间的伸决定原子轨道或电子云在空间的伸决定原子轨道或电子云在空间的伸决定原子轨道或电子云在空间的伸展方向。展方向。展方向。展方向。mm 的取值与角量子数的取值与角量子数的取值与角量子数的取值与角量子数 l l 有关，对于给定的有关，对于给定的有关，对于给定的有关，对于给定的 l l 值，有值，有值，有值，有 2 2l l+1+1 个个个个m m 的取值，可以取从的取值，可以取从的取值，可以取从的取值，可以取从

19、l l 到到到到l l 的所有整数，的所有整数，的所有整数，的所有整数，其中包括零：其中包括零：其中包括零：其中包括零：mm=0 0，11，22，3 3 l l。3.四个量子数四个量子数磁量子数磁量子数磁量子数磁量子数 m 磁量子数磁量子数磁量子数磁量子数 m m 决定原子轨道或电子云在空间的伸决定原子轨道或电子云在空间的伸决定原子轨道或电子云在空间的伸决定原子轨道或电子云在空间的伸展方向。展方向。展方向。展方向。l l=0=0，s s电子电子电子电子mm=0=0一种一种一种一种状态状态状态状态在空间无方向性在空间无方向性在空间无方向性在空间无方向性l l=1=1，p p电子电子电子电子mm=

20、0=0，11三种三种三种三种状态状态状态状态在空间有三种取向在空间有三种取向在空间有三种取向在空间有三种取向l l=2=2，d d电子电子电子电子mm=0=0，11，22五种五种五种五种状态状态状态状态在空间有五种取向在空间有五种取向在空间有五种取向在空间有五种取向l l=3=3，f f电子电子电子电子mm=0=0，11，22，33七种七种七种七种状态状态状态状态在空间有七种取向在空间有七种取向在空间有七种取向在空间有七种取向角量子数角量子数角量子数角量子数 l l 与磁量子数与磁量子数与磁量子数与磁量子数 mm 的关系的关系的关系的关系 3.四个量子数四个量子数自旋量子数自旋量子数mms s

21、 表示电子自旋运动的状态，取值只有两个：表示电子自旋运动的状态，取值只有两个：表示电子自旋运动的状态，取值只有两个：表示电子自旋运动的状态，取值只有两个：自旋量子数自旋量子数 ms 直接从薛定谔方程得不到自旋量子数直接从薛定谔方程得不到自旋量子数直接从薛定谔方程得不到自旋量子数直接从薛定谔方程得不到自旋量子数mms s，它是据后来的，它是据后来的，它是据后来的，它是据后来的理论和实验的要求引入的。理论和实验的要求引入的。理论和实验的要求引入的。理论和实验的要求引入的。精密观察强磁场存在下的原子光谱，每一条谱线实际是精密观察强磁场存在下的原子光谱，每一条谱线实际是精密观察强磁场存在下的原子光谱，

22、每一条谱线实际是精密观察强磁场存在下的原子光谱，每一条谱线实际是由靠得很近的两条谱线组成的。为了解释这一现象，由靠得很近的两条谱线组成的。为了解释这一现象，由靠得很近的两条谱线组成的。为了解释这一现象，由靠得很近的两条谱线组成的。为了解释这一现象，19251925年年年年乌伦贝克（乌伦贝克（乌伦贝克（乌伦贝克（UhlenbeckUhlenbeck）和哥德希密特（）和哥德希密特（）和哥德希密特（）和哥德希密特（GoudsmitGoudsmit）提出了）提出了）提出了）提出了电子自旋的假设。电子自旋的假设。电子自旋的假设。电子自旋的假设。12ms=+，123.四个量子数四个量子数四个量子数确定后，

23、电子在核外空间的运动状态就确定了四个量子数确定后，电子在核外空间的运动状态就确定了四个量子数确定后，电子在核外空间的运动状态就确定了四个量子数确定后，电子在核外空间的运动状态就确定了原子中每个电子的运动状态需要用原子中每个电子的运动状态需要用原子中每个电子的运动状态需要用原子中每个电子的运动状态需要用n n，l l，mm，mms s四个量子数来描述；四个量子数来描述；四个量子数来描述；四个量子数来描述；主量子数主量子数主量子数主量子数n n决定电子层数和主要决定电子的能量；决定电子层数和主要决定电子的能量；决定电子层数和主要决定电子的能量；决定电子层数和主要决定电子的能量；角量子数角量子数角量

24、子数角量子数 l l 决定原子轨道的形状，同时也影响电决定原子轨道的形状，同时也影响电决定原子轨道的形状，同时也影响电决定原子轨道的形状，同时也影响电子的能量；子的能量；子的能量；子的能量；磁量子数磁量子数磁量子数磁量子数mm决定原子轨道在空间的伸展方向；决定原子轨道在空间的伸展方向；决定原子轨道在空间的伸展方向；决定原子轨道在空间的伸展方向；自旋量子数自旋量子数自旋量子数自旋量子数mms s决定电子自旋的方向；决定电子自旋的方向；决定电子自旋的方向；决定电子自旋的方向；4.核外电子的运动状态核外电子的运动状态小结小结（2 2）在微观世界中，核外电子运动的能量是不连续在微观世界中，核外电子运动

25、的能量是不连续在微观世界中，核外电子运动的能量是不连续在微观世界中，核外电子运动的能量是不连续的，分为不同的能级（的，分为不同的能级（的，分为不同的能级（的，分为不同的能级（n n），），），），电子运动的每一个状态电子运动的每一个状态电子运动的每一个状态电子运动的每一个状态均需要用四个量子数（均需要用四个量子数（均需要用四个量子数（均需要用四个量子数（n n、l l、mm、mms s）来确定。来确定。来确定。来确定。（1 1）电子是微观粒子，具有波粒二象性，不能同时电子是微观粒子，具有波粒二象性，不能同时电子是微观粒子，具有波粒二象性，不能同时电子是微观粒子，具有波粒二象性，不能同时确定其位

26、置和动量，它的空间运动状态需要用波函数确定其位置和动量，它的空间运动状态需要用波函数确定其位置和动量，它的空间运动状态需要用波函数确定其位置和动量，它的空间运动状态需要用波函数 来描述。来描述。来描述。来描述。（3 3）波函数、原子轨道、电子云的区别和联系：波函数、原子轨道、电子云的区别和联系：波函数、原子轨道、电子云的区别和联系：波函数、原子轨道、电子云的区别和联系：四个量子数四个量子数四个量子数四个量子数n n、l l、mm、mms s确定电子的一种空间运动状态。确定电子的一种空间运动状态。确定电子的一种空间运动状态。确定电子的一种空间运动状态。三个量子数三个量子数三个量子数三个量子数n

27、n、l l、mm确定一个波函数确定一个波函数确定一个波函数确定一个波函数 n n,l l,mm，波函数波函数波函数波函数 就就就就 是原子轨道；电子云就是描述电子出现的概率是原子轨道；电子云就是描述电子出现的概率是原子轨道；电子云就是描述电子出现的概率是原子轨道；电子云就是描述电子出现的概率|2.4.核外电子的运动状态核外电子的运动状态小结小结原子轨道和电子云的原子轨道和电子云的原子轨道和电子云的原子轨道和电子云的图象形状相似图象形状相似图象形状相似图象形状相似，不同是原子轨道的图，不同是原子轨道的图，不同是原子轨道的图，不同是原子轨道的图象中有象中有象中有象中有正、负号正、负号正、负号正、负

28、号，电子云的图象中则没有。原子轨道的，电子云的图象中则没有。原子轨道的，电子云的图象中则没有。原子轨道的，电子云的图象中则没有。原子轨道的正、正、正、正、负号负号负号负号在原子轨道组合成分子轨道时会起到关键的作用。在原子轨道组合成分子轨道时会起到关键的作用。在原子轨道组合成分子轨道时会起到关键的作用。在原子轨道组合成分子轨道时会起到关键的作用。（3 3）波函数、原子轨道、电子云的区别和联系：波函数、原子轨道、电子云的区别和联系：波函数、原子轨道、电子云的区别和联系：波函数、原子轨道、电子云的区别和联系：（4 4）四个量子数之间互相联系又互相制约，四个量子数之间互相联系又互相制约，四个量子数之间

29、互相联系又互相制约，四个量子数之间互相联系又互相制约，同一个同一个同一个同一个原子中没有彼此状态完全相同的电子原子中没有彼此状态完全相同的电子原子中没有彼此状态完全相同的电子原子中没有彼此状态完全相同的电子，或者说，在同，或者说，在同，或者说，在同，或者说，在同一个原子中不可能有四个量子数完全相同的两个电子一个原子中不可能有四个量子数完全相同的两个电子一个原子中不可能有四个量子数完全相同的两个电子一个原子中不可能有四个量子数完全相同的两个电子存在。存在。存在。存在。保里（保里（W.Pauli）不相容原理）不相容原理能量最低原理能量最低原理洪德（洪德（F.Hund）规则）规则2.核外电子排布的原

30、理核外电子排布的原理全充满、半充满规则全充满、半充满规则等价原子轨道（等价原子轨道（n，l相同的亚层）处于全充相同的亚层）处于全充满满(p6、d10、f14)，半充满（，半充满（p3、d5、f7）或）或全空（全空（p0、d0、f0）的状态时，体系能量较）的状态时，体系能量较低，状态较稳定。低，状态较稳定。例：例：24Cr3d54s1（）3d44s2（）29Cu3d104s1（）3d94s2（）Z=11，Na：1s22s22p63s1或Ne 3s1，Z=20，Ca：1s22s22p63s23p64s2或Ar 4s2，Z=50，Sn：Kr 4d105s2 5p2，Z=56，Ba：Xe 6s2。Ne

31、、Ar原子实2.2.元素基本性质的周期性元素基本性质的周期性元素基本性质的周期性元素基本性质的周期性（2 2）电离能的周期性电离能的周期性电离能的周期性电离能的周期性一般规律：一般规律：一般规律：一般规律：同一周期（短周期）自左向右，电离能递增；（核电荷数同一周期（短周期）自左向右，电离能递增；（核电荷数同一周期（短周期）自左向右，电离能递增；（核电荷数同一周期（短周期）自左向右，电离能递增；（核电荷数增多，原子半径减小，原子核对外层电子的引力增大）增多，原子半径减小，原子核对外层电子的引力增大）增多，原子半径减小，原子核对外层电子的引力增大）增多，原子半径减小，原子核对外层电子的引力增大）各

32、周期中稀有气体的电离能最大，因为它们的原子具有稳各周期中稀有气体的电离能最大，因为它们的原子具有稳各周期中稀有气体的电离能最大，因为它们的原子具有稳各周期中稀有气体的电离能最大，因为它们的原子具有稳定的定的定的定的8 8电子结构；电子结构；电子结构；电子结构；同一主族元素自上而下，电离能总趋势是减小；（电子层同一主族元素自上而下，电离能总趋势是减小；（电子层同一主族元素自上而下，电离能总趋势是减小；（电子层同一主族元素自上而下，电离能总趋势是减小；（电子层数增加，原子半径增大，原子核对外层电子的引力减小起主数增加，原子半径增大，原子核对外层电子的引力减小起主数增加，原子半径增大，原子核对外层电

33、子的引力减小起主数增加，原子半径增大，原子核对外层电子的引力减小起主导作用，核电荷数增大，核对电子的吸引力增大这一因素不导作用，核电荷数增大，核对电子的吸引力增大这一因素不导作用，核电荷数增大，核对电子的吸引力增大这一因素不导作用，核电荷数增大，核对电子的吸引力增大这一因素不起主导作用）起主导作用）起主导作用）起主导作用）2.2.元素基本性质的周期性元素基本性质的周期性元素基本性质的周期性元素基本性质的周期性（2 2）电离能的周期性电离能的周期性电离能的周期性电离能的周期性一般规律：一般规律：一般规律：一般规律：同一周期过渡元素电离能增加程度较小；因其原子半径减同一周期过渡元素电离能增加程度较

34、小；因其原子半径减同一周期过渡元素电离能增加程度较小；因其原子半径减同一周期过渡元素电离能增加程度较小；因其原子半径减小的程度小，小的程度小，小的程度小，小的程度小，MnMn和和和和ZnZn的电离能比其前面元素的电离能比其前面元素的电离能比其前面元素的电离能比其前面元素CrCr和和和和CuCu增加较增加较增加较增加较多，因为多，因为多，因为多，因为MnMn 和和和和Zn Zn 的的的的d d轨道半充满和全充满；轨道半充满和全充满；轨道半充满和全充满；轨道半充满和全充满；同一元素各级电离能的大小规律：同一元素各级电离能的大小规律：同一元素各级电离能的大小规律：同一元素各级电离能的大小规律：I I

35、1 1 I I2 2 I I3 3 ；电离能的数据能说明元素的金属活泼性和元素的常见氧化电离能的数据能说明元素的金属活泼性和元素的常见氧化电离能的数据能说明元素的金属活泼性和元素的常见氧化电离能的数据能说明元素的金属活泼性和元素的常见氧化态；态；态；态；2.2.元素基本性质的周期性元素基本性质的周期性元素基本性质的周期性元素基本性质的周期性（2 2）电离能的周期性电离能的周期性电离能的周期性电离能的周期性反常现象：反常现象：反常现象：反常现象：同一周期主族元素同一周期主族元素同一周期主族元素同一周期主族元素N NOO，P PS S；OO和和和和S S外层失去外层失去外层失去外层失去1 1个电子

36、个电子个电子个电子后，后，后，后，p p轨道半充满稳定结构，故电离能小于其前面的元素；轨道半充满稳定结构，故电离能小于其前面的元素；轨道半充满稳定结构，故电离能小于其前面的元素；轨道半充满稳定结构，故电离能小于其前面的元素；同一周期过渡元素同一周期过渡元素同一周期过渡元素同一周期过渡元素MnMn和和和和ZnZn分别具有半充满和全充满的分别具有半充满和全充满的分别具有半充满和全充满的分别具有半充满和全充满的d d轨轨轨轨道稳定结构，不易失去电子，故电离能比其前面的元素增加道稳定结构，不易失去电子，故电离能比其前面的元素增加道稳定结构，不易失去电子，故电离能比其前面的元素增加道稳定结构，不易失去电

37、子，故电离能比其前面的元素增加较多；较多；较多；较多；V Cr V Cr MnMn Ni Cu Ni Cu ZnZn 651 653 651 653 717717 737 746 737 746 906906电子亲和能是指一个气态原子得到一个电子形成负离电子亲和能是指一个气态原子得到一个电子形成负离子时放出或吸收的能量，常以符号子时放出或吸收的能量，常以符号Ea表示。表示。像电离像电离能一样，电子亲和能也有第一、第二、能一样，电子亲和能也有第一、第二、之分。元素之分。元素第一电子亲和能的正值表示放出能量第一电子亲和能的正值表示放出能量,负值表示吸收负值表示吸收能量。能量。电子亲和能是气态原子获

38、得一个电子过程中能量变化电子亲和能是气态原子获得一个电子过程中能量变化的一种量度；的一种量度；与电离能相反，电子亲和能表达原子得电子难易的程与电离能相反，电子亲和能表达原子得电子难易的程度；度；元素的电子亲和能越大，原子获取电子的能力越强，元素的电子亲和能越大，原子获取电子的能力越强，即非金属性越强。即非金属性越强。2.2.元素基本性质的周期性元素基本性质的周期性元素基本性质的周期性元素基本性质的周期性（3 3）电子亲和能的周期性电子亲和能的周期性电子亲和能的周期性电子亲和能的周期性第二章第二章 分子结构分子结构MolecularStructure（3 3）共价键的特征）共价键的特征）共价键的

39、特征）共价键的特征具有饱和性具有饱和性每种元素的原子提供每种元素的原子提供每种元素的原子提供每种元素的原子提供能用于形成共价键的能用于形成共价键的能用于形成共价键的能用于形成共价键的轨道数和成单电子的轨道数和成单电子的轨道数和成单电子的轨道数和成单电子的数目是一定的；数目是一定的；数目是一定的；数目是一定的；N NH ClH O HH H（4 4）共价键的键型）共价键的键型）共价键的键型）共价键的键型键的键的键的键的类型类型类型类型 键键键键 键键键键原子轨道重叠方式原子轨道重叠方式原子轨道重叠方式原子轨道重叠方式沿键轴方向沿键轴方向沿键轴方向沿键轴方向头碰头头碰头头碰头头碰头沿键轴方向沿键轴

40、方向沿键轴方向沿键轴方向肩并肩肩并肩肩并肩肩并肩原子轨道重叠部位原子轨道重叠部位原子轨道重叠部位原子轨道重叠部位两原子核之间，两原子核之间，两原子核之间，两原子核之间，在在在在键轴处键轴处键轴处键轴处键轴上方和下方键轴上方和下方键轴上方和下方键轴上方和下方，键轴处为零键轴处为零键轴处为零键轴处为零原子轨道重叠程度原子轨道重叠程度原子轨道重叠程度原子轨道重叠程度大大大大小小小小键的强度键的强度键的强度键的强度较大较大较大较大较小较小较小较小化学活泼性化学活泼性化学活泼性化学活泼性不活泼不活泼不活泼不活泼活泼活泼活泼活泼 键和键和键和键和 键的特征比较键的特征比较键的特征比较键的特征比较（1）杂化

41、轨道类型）杂化轨道类型s-ps-p型杂化型杂化型杂化型杂化s-ps-p 型杂化小结型杂化小结型杂化小结型杂化小结杂化轨杂化轨杂化轨杂化轨道类型道类型道类型道类型参加杂化参加杂化参加杂化参加杂化的轨道数的轨道数的轨道数的轨道数目目目目杂化杂化杂化杂化轨道轨道轨道轨道数目数目数目数目杂化轨道中杂化轨道中杂化轨道中杂化轨道中键角键角键角键角空间构型空间构型空间构型空间构型 s sp pss含含含含量量量量pp含量含量含量含量spsp1 11 1 2 21/21/21/21/2180180直线直线直线直线spsp2 21 12 2 3 31/31/32/32/3 120120平面三角平面三角平面三角平

42、面三角形形形形spsp3 31 13 3 4 41/41/43/43/4109.5109.5四面体四面体四面体四面体在在在在s-ps-p 型杂化中，键角随着杂化轨型杂化中，键角随着杂化轨型杂化中，键角随着杂化轨型杂化中，键角随着杂化轨道中道中道中道中s s含量的增加而变大；含量的增加而变大；含量的增加而变大；含量的增加而变大；等性杂化等性杂化等性杂化等性杂化 杂化轨道杂化轨道杂化轨道杂化轨道 性质等同性质等同性质等同性质等同（2）分子间作用力分子间作用力分子偶极矩越大，定向分子偶极矩越大，定向分子偶极矩越大，定向分子偶极矩越大，定向力力力力(取向力取向力取向力取向力)越大越大越大越大极性分子偶

43、极矩越大，极性分子偶极矩越大，极性分子偶极矩越大，极性分子偶极矩越大，诱导力越大诱导力越大诱导力越大诱导力越大范德华力：取向力、诱导力、色散力范德华力：取向力、诱导力、色散力分子的极性分子的极性分子间力分子间力的种类的种类产生的原因产生的原因非极性分子非极性分子之间之间色散力色散力瞬时偶极瞬时偶极非非极极性性分分子子与与极性分子之间极性分子之间色散力色散力诱导力诱导力 瞬时偶极瞬时偶极诱导偶极诱导偶极极性分子极性分子之间之间色散力色散力诱导力诱导力取向力取向力瞬时偶极瞬时偶极诱导偶极诱导偶极永久偶极永久偶极分子间力及产生的原因分子间力及产生的原因（2）分子间作用力分子间作用力分子间力是决定物质

44、熔、沸点、溶解度分子间力是决定物质熔、沸点、溶解度等物理化学性质的一个重要因素等物理化学性质的一个重要因素。范德华力特点：范德华力特点：范德华力特点：范德华力特点：（1 1）存在于分子或离子间的一种作用力；存在于分子或离子间的一种作用力；存在于分子或离子间的一种作用力；存在于分子或离子间的一种作用力；（2 2）吸引力，其作用能相当小，范围只有几个吸引力，其作用能相当小，范围只有几个吸引力，其作用能相当小，范围只有几个吸引力，其作用能相当小，范围只有几个pm pm；（3 3）一般没有方向性和饱和性；一般没有方向性和饱和性；一般没有方向性和饱和性；一般没有方向性和饱和性；（4 4）色散力存在于任何

45、分子之间，是主要的分子间力；色散力存在于任何分子之间，是主要的分子间力；色散力存在于任何分子之间，是主要的分子间力；色散力存在于任何分子之间，是主要的分子间力；（2）分子间作用力分子间作用力(3)氢键氢键 HydrogenBond（A）氢键的形成氢键的形成（B）氢键的特点氢键的特点（C）氢键的类型氢键的类型（D）氢键对化合物性质的影响氢键对化合物性质的影响晶体的定义晶体的定义晶体是由原子或分子在空间按一定规律晶体是由原子或分子在空间按一定规律周期性周期性地重复排列构成的固体物质。地重复排列构成的固体物质。注意注意（1）一种物质是否是晶体是由其内部结构决定的，）一种物质是否是晶体是由其内部结构决

46、定的，而非由外观判断；而非由外观判断；（2）周期性是晶体结构最基本的特征。）周期性是晶体结构最基本的特征。3-1 晶体的宏观性质（晶体的宏观性质（2）晶体具有晶体具有规则的几何构形规则的几何构形，这是晶体最明显的，这是晶体最明显的特征，同一种晶体由于生成条件的不同，外形特征，同一种晶体由于生成条件的不同，外形上可能差别，但晶体的上可能差别，但晶体的晶面角晶面角（interfacial anglt）却）却不会改变不会改变。钻石钻石晶体晶体玻璃玻璃非晶体非晶体3-1 晶体的宏观性质（晶体的宏观性质（3）晶体都有固定的熔点晶体都有固定的熔点，非晶体在加热时却是先，非晶体在加热时却是先软化，后粘度逐渐

47、小，最后变成液体。软化，后粘度逐渐小，最后变成液体。3-1 晶体的宏观性质（晶体的宏观性质（4）晶体表现晶体表现各向异性各向异性，例如热、光、电、硬度等，例如热、光、电、硬度等常因晶体取向不同而异；而非晶体则为各向同常因晶体取向不同而异；而非晶体则为各向同性。性。例：例：云母沿层状结构方向易被剥离云母沿层状结构方向易被剥离例：例：石墨层内导电率比层间高一万倍石墨层内导电率比层间高一万倍3-1 晶体的宏观性质（晶体的宏观性质（5）宏观上判断晶体与非晶体，应综合以上三方面宏观上判断晶体与非晶体，应综合以上三方面的特点来考察，单从一方面进行判断是不充分的特点来考察，单从一方面进行判断是不充分的。的。

48、为什么晶体与非晶体上存在如此大的差异？为什么晶体与非晶体上存在如此大的差异？内部结构不同内部结构不同（结构决定性质，性质反映结构）（结构决定性质，性质反映结构）如何探测内部结构？如何探测内部结构？衍射实验衍射实验（X衍射和电子衍射）衍射和电子衍射）关于晶体与非晶体关于晶体与非晶体从热力学的角度看从热力学的角度看晶体一般都具有最低能量，因而较为稳定；非晶体一般都具有最低能量，因而较为稳定；非晶体一般能量较高都处于介稳或亚稳态。晶体一般能量较高都处于介稳或亚稳态。晶体和非晶体之间无绝对界线晶体和非晶体之间无绝对界线同一物质在不同条件下既可形成晶体，又可形同一物质在不同条件下既可形成晶体，又可形成非

49、晶体，彼此之间在一定条件下可以实现转成非晶体，彼此之间在一定条件下可以实现转化。化。一、反应速率理论简介一、反应速率理论简介小小 结结 （1 1）无无无无论论论论是是是是吸吸吸吸热热热热反反反反应应应应还还还还是是是是放放放放热热热热反反反反应应应应，都都都都要要要要经经经经过过过过一一一一个个个个中中中中间间间间过过过过渡渡渡渡状状状状态态态态，反反反反应应应应物物物物分分分分子子子子必必必必须须须须先先先先爬爬爬爬过过过过一一一一个个个个能能能能峰峰峰峰，即即即即克克克克服服服服反反反反应活化能应活化能应活化能应活化能，反应才能进行。，反应才能进行。，反应才能进行。，反应才能进行。（2 2

50、）不不不不同同同同的的的的化化化化学学学学反反反反应应应应具具具具有有有有不不不不同同同同的的的的活活活活化化化化能能能能，一一一一定定定定温温温温度度度度下下下下，反反反反应应应应的的的的活活活活化化化化能能能能越越越越大大大大，能能能能峰峰峰峰越越越越高高高高，活活活活化化化化分分分分子子子子数数数数越越越越少少少少，反反反反应应应应速率越慢；反之，速率越慢；反之，速率越慢；反之，速率越慢；反之，活化能越小的反应速率越快活化能越小的反应速率越快活化能越小的反应速率越快活化能越小的反应速率越快。（3 3）活活活活化化化化络络络络合合合合物物物物极极极极不不不不稳稳稳稳定定定定，可可可可以以以