第三章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)

1、第四章第四章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡介物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡介 本章要求：本章要求：了解電子等微觀粒子運動的特殊性：能量的量子化、了解電子等微觀粒子運動的特殊性：能量的量子化、波粒二象性，了解測不準原理；波粒二象性，了解測不準原理；了解原子軌道、波函數(shù)、概率、概率密度、電子云了解原子軌道、波函數(shù)、概率、概率密度、電子云的概念，了解原子軌道和電子云的角度分布特征，的概念，了解原子軌道和電子云的角度分布特征，重點掌握描述電子運動狀態(tài)的四個量子數(shù)的物理意重點掌握描述電子運動狀態(tài)的四個量子數(shù)的物理意義及取值規(guī)則；義及取值規(guī)則；根據(jù)電子排布三原則和近似能級圖，掌握原子核外根據(jù)電子排布三原則和近似能級圖，掌握原子核外電子排布規(guī)律

2、（例外除外），并根據(jù)電子排布式判電子排布規(guī)律（例外除外），并根據(jù)電子排布式判斷元素在周期表中的位置及主要性質(zhì)；斷元素在周期表中的位置及主要性質(zhì)；了解屏蔽效應(yīng)、鉆穿效應(yīng)、能級組、價電子構(gòu)型等了解屏蔽效應(yīng)、鉆穿效應(yīng)、能級組、價電子構(gòu)型等概念概念；了解原子半徑、有效核電荷、電離能、電子親了解原子半徑、有效核電荷、電離能、電子親合能、電負性的概念及遞變規(guī)律；合能、電負性的概念及遞變規(guī)律；了解離子鍵、共價鍵理論要點，掌握雜化軌道了解離子鍵、共價鍵理論要點，掌握雜化軌道與分子空間構(gòu)型及分子極性的關(guān)系，了解晶體與分子空間構(gòu)型及分子極性的關(guān)系，了解晶體的種類及基本性質(zhì)；的種類及基本性質(zhì)；利用化學鍵、分子間力、

3、氫鍵和晶體類型說明利用化學鍵、分子間力、氫鍵和晶體類型說明物質(zhì)的有關(guān)性質(zhì)及遞變規(guī)律。物質(zhì)的有關(guān)性質(zhì)及遞變規(guī)律。本章重點：本章重點：第第2、3、4、6節(jié)。節(jié)。本章難點：本章難點：第第2、3節(jié)。節(jié)。學時：學時：12-16 41 氫原子光譜和波爾理論氫原子光譜和波爾理論 42 原子的量子力學模型原子的量子力學模型 43 原子核外電子結(jié)構(gòu)原子核外電子結(jié)構(gòu) 44 元素基本性質(zhì)的周期性變化元素基本性質(zhì)的周期性變化 45 離子鍵離子鍵 46 共價鍵共價鍵 47分子間力和氫鍵分子間力和氫鍵48晶體結(jié)構(gòu)簡介晶體結(jié)構(gòu)簡介41 氫原子光譜和波爾理論氫原子光譜和波爾理論v1897年，湯姆森發(fā)現(xiàn)了電年，湯姆森發(fā)現(xiàn)了電子

4、子原子可分；原子可分；v1905年，愛因斯坦提出光年，愛因斯坦提出光子學說子學說光有波粒二象性；光有波粒二象性；v1911年，英國物理學家盧年，英國物理學家盧瑟福通過瑟福通過 粒子散射實驗粒子散射實驗，提出了含核原子模型提出了含核原子模型原子行星模型原子行星模型： 原原子是由帶正電荷的原子核子是由帶正電荷的原子核及帶負電荷的電子組成，及帶負電荷的電子組成，原子中心是極小的原子核，原子中心是極小的原子核，電子繞核旋轉(zhuǎn)，象行星繞電子繞核旋轉(zhuǎn)，象行星繞恒星旋轉(zhuǎn)一般。恒星旋轉(zhuǎn)一般。問題：問題：v盧瑟福盧瑟福原子模型原子模型說明了原子的組說明了原子的組成，是重大貢獻！但仍有問題：成，是重大貢獻！但仍有問

5、題：按其模型，按其模型，1原子光譜應(yīng)是連續(xù)光譜；原子光譜應(yīng)是連續(xù)光譜；2電子運動，發(fā)射電磁波，能量電子運動，發(fā)射電磁波，能量漸失，直到原子湮滅。漸失，直到原子湮滅。但事實并非如此。每種原子都但事實并非如此。每種原子都有線狀光譜。（光譜分析就有線狀光譜。（光譜分析就是根據(jù)特征線狀光譜定性、是根據(jù)特征線狀光譜定性、定量的）定量的）v氫原子光譜氫原子光譜 氫原子光譜氫原子光譜線狀光譜線狀光譜玻爾理論玻爾理論v1913年，丹麥物理學家玻年，丹麥物理學家玻爾（盧瑟福的學生。盧瑟爾（盧瑟福的學生。盧瑟福因發(fā)現(xiàn)福因發(fā)現(xiàn) 、 射線獲諾貝射線獲諾貝爾獎，他指導爾獎，他指導11位學生獲位學生獲了諾貝爾獎，了諾貝爾

6、獎，玻爾是其玻爾是其一），在盧瑟福一），在盧瑟福原子模型原子模型基礎(chǔ)上，根據(jù)普郎克的基礎(chǔ)上，根據(jù)普郎克的“量子學說量子學說”和和愛因斯坦愛因斯坦“光子光子學說學說”，提出了，提出了“玻爾理論玻爾理論”，成功解釋，成功解釋了氫原子光譜了氫原子光譜。要點：。要點：v在原子中，電子不能任意運動，只能在有確定半徑和在原子中，電子不能任意運動，只能在有確定半徑和能量的特定軌道上運動，電子在這樣的軌道上運動時，能量的特定軌道上運動，電子在這樣的軌道上運動時，不吸收或放出能量，是處于一種穩(wěn)定態(tài)；不吸收或放出能量，是處于一種穩(wěn)定態(tài)；玻爾理論玻爾理論v電子在不同軌道上旋轉(zhuǎn)時可具有電子在不同軌道上旋轉(zhuǎn)時可具有不同

7、能量，電子運動時所處的能不同能量，電子運動時所處的能量狀態(tài)稱為量狀態(tài)稱為能級能級。電子的能量是。電子的能量是量子化量子化的。公式：的。公式： rn= a0 n2 (a0=52.9pm) En = - B / n2 n為量子數(shù)，（為量子數(shù)，（n=1,2,3) B= 2.179 10-18J n=1的的能級能量最低，稱為基態(tài)，能級能量最低，稱為基態(tài)，其它稱為激發(fā)態(tài)。其它稱為激發(fā)態(tài)。v電子只有在不同能級之間躍遷時，電子只有在不同能級之間躍遷時，才吸收或放出能量，輻射一定頻才吸收或放出能量，輻射一定頻率的光。率的光。 玻爾理論成功地解釋了氫光譜的形成和規(guī)玻爾理論成功地解釋了氫光譜的形成和規(guī)律性，然而應(yīng)

8、用玻爾理論，除某些類氫離子律性，然而應(yīng)用玻爾理論，除某些類氫離子（He+ , Li2+ ,Be3+ 等等）尚能得到基本滿意的結(jié)）尚能得到基本滿意的結(jié)果外，它不能說明果外，它不能說明多電子多電子原子光譜，也不能原子光譜，也不能說明氫原子光譜的精細結(jié)構(gòu)。這是因為電子說明氫原子光譜的精細結(jié)構(gòu)。這是因為電子是微觀粒子，它的運動不遵守經(jīng)典力學的規(guī)是微觀粒子，它的運動不遵守經(jīng)典力學的規(guī)律而有其特有的性質(zhì)和規(guī)律。因此玻爾理論律而有其特有的性質(zhì)和規(guī)律。因此玻爾理論必定要被隨后發(fā)展完善起來的必定要被隨后發(fā)展完善起來的量子力學理論量子力學理論所代替。所代替。42 原子的量子力學模型原子的量子力學模型 電子是微觀粒

9、子，有其特有的性質(zhì)和規(guī)律：量電子是微觀粒子，有其特有的性質(zhì)和規(guī)律：量子化、波粒二象性、測不準原理。子化、波粒二象性、測不準原理。 一、微觀粒子的波粒二象性一、微觀粒子的波粒二象性1、德布羅意波、德布羅意波 1905年，愛因斯坦提出光子學說年，愛因斯坦提出光子學說光有波粒光有波粒二象性；二象性；1924年，年輕的法國物理學家德布羅意年，年輕的法國物理學家德布羅意受到啟發(fā)，大膽提出：受到啟發(fā)，大膽提出：“一切實物粒子都具有波一切實物粒子都具有波粒二象性。粒二象性?！边@種波稱為德布羅意波或物質(zhì)波：這種波稱為德布羅意波或物質(zhì)波： = h / mv = h / p 波長（波動性），波長（波動性），P動量

10、（粒子性）。動量（粒子性）。 電子電子、原子、分子、中子等、原子、分子、中子等微觀粒子微觀粒子具有具有物質(zhì)波，物質(zhì)波，都具有波粒二都具有波粒二象性象性，質(zhì)量，質(zhì)量m較大較大的宏觀物體，波動的宏觀物體，波動性不顯著性不顯著，可視其無波動性。，可視其無波動性。 實驗依據(jù)實驗依據(jù)1927年，美國的戴維森、革末的電年，美國的戴維森、革末的電子衍射實驗證明：子衍射實驗證明： 電子束衍射圖和光衍射圖是極相似的同心圓環(huán)電子束衍射圖和光衍射圖是極相似的同心圓環(huán)電子確實有波動性。電子確實有波動性。 玻恩對物質(zhì)波的統(tǒng)計解釋：玻恩對物質(zhì)波的統(tǒng)計解釋： 物質(zhì)波是一種怎樣的波呢？物質(zhì)波是一種怎樣的波呢？1926年，德國

11、年，德國的玻恩的玻恩根據(jù)畢恒曼等用極弱電子流的衍射實驗提出了對根據(jù)畢恒曼等用極弱電子流的衍射實驗提出了對物物質(zhì)波的統(tǒng)計解釋：質(zhì)波的統(tǒng)計解釋： 物質(zhì)波在空間任一點的強度與粒子在該點出物質(zhì)波在空間任一點的強度與粒子在該點出現(xiàn)的概率成正比，故物質(zhì)波又稱概率波現(xiàn)的概率成正比，故物質(zhì)波又稱概率波（衍射（衍射強度大處，電子出現(xiàn)概率大，圖中出現(xiàn)亮環(huán)紋）強度大處，電子出現(xiàn)概率大，圖中出現(xiàn)亮環(huán)紋）2、海海森保森保不確定（測不準）原理不確定（測不準）原理 具有波粒二象性的微觀具有波粒二象性的微觀粒子與宏觀物體不同：根粒子與宏觀物體不同：根據(jù)經(jīng)典力學，可準確指出據(jù)經(jīng)典力學，可準確指出飛機在某一瞬間的速度和飛機在某一

12、瞬間的速度和位置，但微觀粒子不行！位置，但微觀粒子不行！ 1927年，年，德國物理學家德國物理學家海森保海森保指出：指出： 對于具對于具有波粒二象性的微觀粒子，有波粒二象性的微觀粒子，不可能同時準確測定運動不可能同時準確測定運動微粒的速度和位置，微粒的速度和位置，若運若運 動微粒的位置測的越準確，其速度測的就動微粒的位置測的越準確，其速度測的就越不準確，反之亦然。越不準確，反之亦然。 總之，電子是微觀粒子，有其特征：量總之，電子是微觀粒子，有其特征：量子化、波粒二象性、不可能同時準確測定子化、波粒二象性、不可能同時準確測定運動電子的速度和位置。因此，不能用經(jīng)運動電子的速度和位置。因此，不能用經(jīng)

13、典力學或舊量子論解釋原子結(jié)構(gòu)規(guī)律，而典力學或舊量子論解釋原子結(jié)構(gòu)規(guī)律，而要用近代量子力學理論要用近代量子力學理論薛定諤方程描薛定諤方程描述。述。二、核外電子運動狀態(tài)的近代描述二、核外電子運動狀態(tài)的近代描述薛定諤方程薛定諤方程 我們知道，電磁波可用波函數(shù)我們知道，電磁波可用波函數(shù) 來描來描述。述。量子力學從微觀粒子具有波粒二象量子力學從微觀粒子具有波粒二象性出發(fā)，認為微觀粒子的運動狀態(tài)也可性出發(fā)，認為微觀粒子的運動狀態(tài)也可用波函數(shù)用波函數(shù) 來描述，來描述，微觀粒子是在三維微觀粒子是在三維空間運動的，故波函數(shù)是空間運動的，故波函數(shù)是x、y、z的函的函數(shù)數(shù) （x、y、z）。）。 1926年，年，奧地

14、利奧地利物理學家薛定諤物理學家薛定諤 從從微觀粒子具有波微觀粒子具有波 粒粒二象性出發(fā)，通二象性出發(fā)，通 過過光學和力學方程的光學和力學方程的類比，提出了類比，提出了薛定薛定諤方程諤方程，它是，它是描述描述微觀粒子運動的基微觀粒子運動的基本方程，是二階偏本方程，是二階偏微分方程：微分方程： E是總能量，是總能量，V是勢能，表示原子核對電子是勢能，表示原子核對電子的吸引能，的吸引能，m是電子的質(zhì)量，是電子的質(zhì)量，h是是普郎克常數(shù)，普郎克常數(shù)， 是是波函數(shù)，波函數(shù)，x、y、z是空間坐標。是空間坐標。 解薛定諤解薛定諤方程不是易事，也不是本課程的任務(wù)，我們用方程不是易事，也不是本課程的任務(wù)，我們用其

15、結(jié)論。其結(jié)論。 解薛定諤方程，可以解出一系列波函數(shù)解薛定諤方程，可以解出一系列波函數(shù) ，每個每個 代表電子在原子中的一種運動狀態(tài)，因代表電子在原子中的一種運動狀態(tài)，因 0)(822222222VEhmzyx為為 波函數(shù)是波函數(shù)是x、y、z的函數(shù)，故可粗略將的函數(shù)，故可粗略將 看看成在成在三維空間里找到該電子的一個區(qū)域；為三維空間里找到該電子的一個區(qū)域；為了通俗化，量子力學借用經(jīng)典力學的了通俗化，量子力學借用經(jīng)典力學的“原子原子軌道軌道”一詞，把原子體系中的一詞，把原子體系中的每個每個 ，就叫作就叫作一條原一條原子軌道子軌道。但要但要注意注意：此處的：此處的原子軌道原子軌道絕不是玻爾理論的原子軌

16、道，而是指用統(tǒng)計絕不是玻爾理論的原子軌道，而是指用統(tǒng)計的方法，可在的方法，可在 所代表的所代表的區(qū)域內(nèi)找到核外運動區(qū)域內(nèi)找到核外運動的該電子，而該電子在此區(qū)域內(nèi)（即這一軌的該電子，而該電子在此區(qū)域內(nèi)（即這一軌道）中的運動是隨機的、測不準地出現(xiàn)的。道）中的運動是隨機的、測不準地出現(xiàn)的。 解薛定諤方程解出一個波函數(shù)解薛定諤方程解出一個波函數(shù) ，就得到，就得到解薛定諤方程解出一個波函數(shù)解薛定諤方程解出一個波函數(shù) ，就得到一，就得到一條條原子軌道；原子軌道；但要使其解是合理解，需要指但要使其解是合理解，需要指定三個量子數(shù)定三個量子數(shù)n，L，m為一定值；另外，為一定值；另外，原原子光譜的精細結(jié)構(gòu)表明，電

17、子還有另一種運子光譜的精細結(jié)構(gòu)表明，電子還有另一種運動形式，稱為動形式，稱為“自旋運動自旋運動”，用自旋，用自旋量子數(shù)量子數(shù)mS表示，表示， n，L，m， mS稱為四個量子數(shù)。稱為四個量子數(shù)。三、四個量子數(shù)三、四個量子數(shù)1、主量子數(shù)、主量子數(shù)n： 描述電子出現(xiàn)概率最大的描述電子出現(xiàn)概率最大的區(qū)域離核的平均距離，是決定電子能區(qū)域離核的平均距離，是決定電子能 量高量高低的主要因素。低的主要因素。取值：取值：1， 2， 3， 4， 5， 6， 7，（正整數(shù)）（正整數(shù)） K，L，M，N，O，P，Q （光譜學符號，（光譜學符號， 與周期表對應(yīng)）與周期表對應(yīng)）n 值越大，表示電子離核越遠、能量越高。值越大

18、，表示電子離核越遠、能量越高。 n 值相同的電子，大致在同一空間范圍內(nèi)運動，值相同的電子，大致在同一空間范圍內(nèi)運動，能量相近，故把能量相近，故把n值相同的各狀態(tài)稱作一個電子層值相同的各狀態(tài)稱作一個電子層（如：（如： n=3，稱第三電子層，或，稱第三電子層，或M層）層）對于單電子體系，對于單電子體系， n 值是決定電子能量的唯一因值是決定電子能量的唯一因素；（素；（En = - B / n2） 即即 n 確定后，同一電子層各確定后，同一電子層各亞層的能量均相同，稱為亞層的能量均相同，稱為“簡并軌道簡并軌道”（等價軌（等價軌道）；道）；對于多電子體系，電子能量由對于多電子體系，電子能量由n、L共同

19、決定。共同決定。2、角、角量子數(shù)量子數(shù) L L 決定電子空間運動的角動量，以及決定電子空間運動的角動量，以及原子原子軌道或電子云的形狀，標志電子亞層，軌道或電子云的形狀，標志電子亞層，在多在多電子原子中，電子能量由電子原子中，電子能量由n、L共同決定。共同決定。取值：取值： 0，1，2，3， n - 1 S，P，d，f ， n - 1（光譜學符（光譜學符號，與亞層對應(yīng)）號，與亞層對應(yīng)）在在n 值相同的同一電子層中，可有值相同的同一電子層中，可有n個個電子電子亞層，如亞層，如n = 3，L 可取可取0，1，2，分別表示，分別表示 3S、3p、3d 亞層，故亞層，故L標志電子亞層；標志電子亞層；對

20、于多電子體系，電子能量由對于多電子體系，電子能量由n、L共同決共同決定（定（E=n+0.7L), 在在n 值相同的同一電子層值相同的同一電子層中中, L 值越大值越大, 電子能量越高，如：電子能量越高，如：3S 3p 3d ；同一電子層、同一；同一電子層、同一亞層的原子亞層的原子軌道（軌道（ n、L相同），具有相同的能量，屬相同），具有相同的能量，屬于同一能級，如于同一能級，如n = 2、L=1的軌道有三條，的軌道有三條，屬于屬于2p能級，能量均相同，相應(yīng)的電子稱為能級，能量均相同，相應(yīng)的電子稱為2p電子。電子。3、磁、磁量子數(shù)量子數(shù)m m 描述描述原子軌道或電子云在原子軌道或電子云在空間的伸

21、展空間的伸展方向，決定在各方向，決定在各亞層中的簡并軌道數(shù)。亞層中的簡并軌道數(shù)。取值：取值：0， 1， 2， 3， L（共（共2L+1個）個） 即：即：各各亞層有亞層有2L+1個空間的伸展方向，個空間的伸展方向，有有2L+1個個簡并軌道。如簡并軌道。如n=3 的的電子層，電子層，L= 0，1，2，對應(yīng)，對應(yīng)3S、3p、3d 亞層，則分別有亞層，則分別有1、3、5條簡并軌道。（條簡并軌道。（ 如如3p軌道共三條：軌道共三條：3Px、3Py、3Pz， 能量均相同，有能量均相同，有3個空間的伸展個空間的伸展方向）方向）4、自旋、自旋量子數(shù)量子數(shù)mS 原子光譜的精細結(jié)構(gòu)表明，電子還有另一種運原子光譜的

22、精細結(jié)構(gòu)表明，電子還有另一種運動形式，稱為動形式，稱為“自旋運動自旋運動”，用自旋，用自旋量子數(shù)量子數(shù)mS表表示。示。 取值：取值： +1/2， -1/2。指定三個量子數(shù)指定三個量子數(shù)n，L，m為一定值，為一定值，就解出一個就解出一個波函數(shù)波函數(shù) ，就得到一條，就得到一條原子軌道，因此，可用原子軌道，因此，可用三個三個量子數(shù)量子數(shù)n，L，m描述一條描述一條原子軌道原子軌道；如；如 3,0,0,是是3S軌道，軌道， 3,1,1是是3P軌道中的軌道中的一條。一條。描述一個描述一個電子的運動狀態(tài)，需要電子的運動狀態(tài)，需要四個量子數(shù)四個量子數(shù)n，L ，m， mS。如：（如：（3，1，0，+1/2）表示

23、在）表示在3P軌道上軌道上“正旋正旋”的一個電子。的一個電子。 主量主量子數(shù)子數(shù)n角量角量子數(shù)子數(shù)L亞層亞層或軌或軌道道磁量子數(shù)磁量子數(shù)波函數(shù)波函數(shù)軌軌道道數(shù)數(shù)自旋量自旋量子數(shù)子數(shù)ms電子電子101s0 1,0,01 1/222012s2p01,0, 1 2,0,0 2,1,1, 2,1, 0, 2,1, -113 1/2830123s3p3d0, 0, 1 0, 1 , 2 3,0,0 3,1,0, 3,1,1, 3,1,-1, 3,2,0, 3,2,1, 3,2,-1, 3,2,2 3,2,-2135 1/218401234s4p4d4f0, 0, 1 0, 1 , 20 1, 2, 3

24、4,0,0 4,1,0- 4,2,0- 4,3,0-1357 1/232nn各亞層各亞層2L+1各亞層各亞層2L+1n222n2量子數(shù)與原子軌道的關(guān)系量子數(shù)與原子軌道的關(guān)系1. (3,0.-2,+1/2)對錯對錯?改正；改正；代表哪些軌道代表哪些軌道?能量？能量？(3,0,0,+1/2);3s, 3,0,0(3,2,-2,+1/2),3d, 3,2,-22. 3,2代表哪些軌道代表哪些軌道?能量？能量？n=3,L=2(3d亞層亞層)，m=0,1,-1,2,-2（5條能量相等的簡并軌道）條能量相等的簡并軌道）281832nn各亞層2L+1n222n2四、原子軌道和電子云圖象四、原子軌道和電子云圖

25、象 指定三個量子數(shù)n，L，m為一定值，就解出一個波函數(shù)，就得到一條原子軌道，因此， 可粗略將看成在三維空間里找到該電子的一個區(qū)域；但此區(qū)域多大？何形狀？由書上所給的氫原子的解（表4-2）很難看出來，但知道的解區(qū)域形狀又十分重要！所以，人們想到圖解的方法：用球坐標將n，L，m （x、y、z） n，L，m （r， ， ）= Rn，L（r） Y L，m （ ， ） Rn，L（r）是徑向）是徑向波函數(shù)；波函數(shù)； Y L，m （ ， ）是角度）是角度波函數(shù)。波函數(shù)。 常用的圖形是角度分布圖、“電子云圖、徑向分布圖。1、 的的角度分布圖和角度分布圖和 2 圖圖 以以Y L，m （ ， ）及及 Y 2L，m

26、 （ ， ）隨，變化而作圖，都能表示電子運動狀況角度分布的情況。這二圖有所不同，（圖49）3、徑向分布圖、徑向分布圖 前已知，n，l，m（r，）= R n，l（r）Y l，m（ ，），而徑向波函數(shù)R n，l（r）只與r有關(guān)，故以R n，l（r）或 r2 R n，l（r）對 r 作圖，均可表示電子運動狀態(tài)的徑向分布徑向分布情況，即可將D（r）= r2 R （r）稱為徑向分布函數(shù)）稱為徑向分布函數(shù)，它與概率密度2的含義不同，概率密度概率密度 2指在核外空間某點單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的機會，而D（r）是距原子核距離為 r 的單位厚度球形薄殼內(nèi)電子出現(xiàn)的概率概率。 D（r）與r的關(guān)系圖稱為電子云徑向分布圖

27、徑向分布圖，它是反映電子云隨原子半徑變化的圖形，對了解原子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、解釋“鉆穿效應(yīng)”等有重要意義。解釋：v峰越高，表明峰值所對應(yīng)的距離處電子出現(xiàn)的概率越大，反之亦然；v峰數(shù)= n - L，如4S：4-0= 4個峰；2P：2-1=1個峰；vL相同時，n越大、峰越多、主峰離核越遠、能量越高，說明原子軌道基本是分層排布的：1S2S 3S 4Svn相同時，L越小，峰越多，主峰雖離核越遠，但小峰離核越近，即“鉆穿效應(yīng)”強。如4S第一小峰鉆到比3d離核更近處（能級交錯）。43 原子核外電子結(jié)構(gòu)原子核外電子結(jié)構(gòu) 如前所述，量子力學可以正確解釋氫原子及類氫離子光譜和譜線的精細結(jié)構(gòu)；對于多電子原子，借助“中

28、心力場模型”近似處理近似認為多電子的相互影響是球形對稱的、可認為某電子只受帶正電的原子核的作用，則可按單電子原子處理。所以，可用薛定諤方程對多電子原子近似求解。即由n，L，m可解出多電子原子的原子軌道； ， n，L，m，mS決定電子的運動狀態(tài)； n，L決定原子軌道的能量高低。 但電子是按何規(guī)律進入軌道的？是任意的嗎？光譜實驗光譜實驗表明：基態(tài)原子核外電子的排布有嚴格規(guī)律表明：基態(tài)原子核外電子的排布有嚴格規(guī)律能量最低原能量最低原理。理。為此，先要知道原子軌道的能級順序，再討論電子的排布的基本原理。一、多電子原子的能級一、多電子原子的能級 多電子原子的原子軌道能量高低，大致由 n，L決定，但存在“

29、能級交錯”。鮑林根據(jù)光譜實驗得出了能級圖（其它：科頓圖等）。1、鮑林鮑林能級圖能級圖 美國化學家鮑林，鮑林， 1954年獲諾貝爾化學獎，1963年獲諾貝爾和平獎，世界至今獨獲二次諾貝爾獎的唯有鮑林。鮑林。 鮑林根據(jù)光譜實驗數(shù)據(jù)及理論計算提出了多電子原子中軌道近似能級圖。（圖412）“鮑林鮑林近似能級圖近似能級圖”及及“徐光憲電子能級分組法徐光憲電子能級分組法”：鮑林近似能級圖每個方框為一能級組，能量相近，且由下至上能量增高；“徐光憲電子能級分組法”：E= n + 0.7L，整數(shù)相同的為一能級組； 總結(jié)二方法，原子軌道的能級順序能級順序可簡寫為： 1s 2s2p 3s 3p 4s3d4p 5s4

30、d5p 6s 4f5d6p 7s5f6d7p 1.0 2.0 2.7 3.0 3.7 4.0 4.4 4.7 5.0 5.4 5.7 6.0 6.1 6.4 6.7 7.0 7.1 7.4 7.7 1 2 3 4 5 6 7 按鮑林近似能級圖填充電子的結(jié)果與光譜學實驗一致，故可按其順序填充電子，（例外除為）;7個能級組對應(yīng)元素周期表的7個周期；鮑林近似能級圖反映了多電子原子的原子軌道能量的近似高低；但氫原子等不同（同主層能量相同：3S=3P=3d；4S=4P=4d=4f）為何原子軌道能級分列、能級交錯？可用“屛蔽效應(yīng)”和“鉆穿效應(yīng)”解答。2、 “屛蔽效應(yīng)屛蔽效應(yīng)”和和“鉆穿效應(yīng)鉆穿效應(yīng)”（1）

31、屛蔽效應(yīng)：屛蔽效應(yīng)： 在多電子原子中，電子不僅受到原子核的吸引，而且電子和電子之間存在著排斥力，某一電子受其它電子排斥作用的結(jié)果，與原子核對電子的吸引作用正好相反，故可認為其它電子屛蔽屛蔽或減弱了原子核對該電子的吸引作用，則實際作用在該電子上的核電荷 Z*= Z - , 稱為屛蔽屛蔽常數(shù)，常數(shù)， Z* 稱為有效有效核電荷，核電荷，這種因受其它電子排斥，而使指定電子感受到的核電荷（即有效核電荷）減小的作用稱為屛蔽效應(yīng)。屛蔽效應(yīng)。 粗略的說：（*用斯來脫規(guī)則可計算） 內(nèi)層電子對外層電子的屛蔽作用較大；同層電子間的屛蔽作用較??；外層電子對內(nèi)層電子的屛蔽作用可略。 在原子中， 值越大，屛蔽效應(yīng)越大，

32、就會使電子受到的有效核電荷減少，電子的能量增高： En = -2。17910-18（ Z - / n）2 此式說明，E與n、Z、 有關(guān)， 又與內(nèi)、外電子層有關(guān)（即與n、L有關(guān)），所以屛蔽效應(yīng)可以解釋： 為何L相等、n越大能量越高（1S2S 3S 4S）？因為，內(nèi)層電子（n小）不僅離核近、而且被其他電子屛蔽的少（ 小）所以核對其吸引力強，它的能量就低；反之亦然。（2）鉆穿效應(yīng)鉆穿效應(yīng) 從量子力學觀點看，電子可以出現(xiàn)在原子內(nèi)任何地方，因此，外層電子也有可能出現(xiàn)在離核很近處，這種電子滲入原子內(nèi)部而更靠近核的本領(lǐng)稱為鉆穿，鉆穿，電子鉆到核附近、廻避其他電子屛蔽作用、使其能量降低的作用，稱為鉆穿效應(yīng)。鉆

33、穿效應(yīng)。 鉆穿效應(yīng)鉆穿效應(yīng)可以解釋能級分裂和能級交錯v能級交錯 由徑向分布圖知： n相同時，L越小，峰越多，主峰雖離核越遠，但小峰離核越近，即“鉆穿效應(yīng)”強。如4S第一小峰鉆到比3d離核更近處，能量降低許多，則能級交錯：4S 3dv能級分裂 同一主層，n相同時，L越小，峰越多，鉆穿效應(yīng)越強，則： 4S 4P 4d 4f（即同一主層不同一亞層能級分裂） 總之，“屛蔽效應(yīng)屛蔽效應(yīng)”和和“鉆穿效應(yīng)鉆穿效應(yīng)”是是決定能級高低的二個方面：L相等、n越大，電子離核越遠、內(nèi)層電子屛蔽效應(yīng)越大、能量越 高： 1S2S 3S 4S；n相同時，L越小，鉆穿效應(yīng)越強，能量降低許多，能級分裂 4S 4P 4d 4fn

34、、L均不相同時，如鉆穿效應(yīng)顯著，則能級交錯：4S 3d 重點：記住能級順序能級順序二、二、基態(tài)原子基態(tài)原子核外電子排布規(guī)則核外電子排布規(guī)則(三原則）三原則）1、能量最低原理：、能量最低原理： 多電子原子在基態(tài)時，核外電子總是盡先占據(jù)能量最低能量最低的軌道，再依次由低向高填充，以使遠子體系的能量最低（能量最低穩(wěn)定），這就是能量最低原理。能量最低原理。2、鮑利不相容原理：、鮑利不相容原理： 在同一原子里，不可能有四個量子數(shù)完全相同的電子存在； 或者說，在一條原子軌道上最多只能容納自旋相反的兩個電子（自旋相同不行；多于兩個不行，但只有一個可以）。3、洪特規(guī)則：、洪特規(guī)則：（1）在填充同一能級的簡并軌

35、道同一能級的簡并軌道（等價軌道）時，電子總是盡先以自旋平行的方向分占不同的簡并軌道，如：3、洪特規(guī)則：、洪特規(guī)則：（1）在填充同一能級的簡并軌道同一能級的簡并軌道（等價軌道）時，電子總是盡先以自旋平行的方向分占不同的簡并軌道，如： 7N：1S 22S 22P3有三條2P簡并軌道，則： （ ） （2）簡并軌道處于全充滿（S2 、P6、 d10、f14）、半充滿（S1 、P3、 d5、f7）、全空（S0 、P0、 d0、f 0）時，原子較為穩(wěn)定。如： 3d 54S1 穩(wěn)定； 3d 44S2 不穩(wěn)定 按照上述三原則，根據(jù)鮑林鮑林能級圖能級圖填充電子，109種元素的電子結(jié)構(gòu)基本上與光譜實驗測定結(jié)果一致

36、（表44），只有10多種例外（如：41Nb，74W等，以光譜實驗測定結(jié)果為準，不要求記）；所以，要求掌握鮑林鮑林能級圖能級圖和上述三原則，會排布有規(guī)律的基態(tài)原子電子構(gòu)型。三、原子的電子結(jié)構(gòu)和元素周期率三、原子的電子結(jié)構(gòu)和元素周期率1、基態(tài)原子的電子結(jié)構(gòu)：、基態(tài)原子的電子結(jié)構(gòu)： 基態(tài)原子基態(tài)原子當原子中的電子按照上述三原則并根據(jù)鮑林能級圖排布時，該原子處于最低能量狀態(tài)，稱為基態(tài)原子基態(tài)原子。比基態(tài)能量更高的狀態(tài)，稱為激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)，具有激發(fā)態(tài)結(jié)構(gòu)的原子，稱為激發(fā)態(tài)原激發(fā)態(tài)原子。顯然，任何原子的基態(tài)結(jié)構(gòu)只有一種，而激發(fā)態(tài)結(jié)構(gòu)卻可有多種。如： H：基態(tài)： 1S1； 激發(fā)態(tài)：2S1、2P 1、3S1.

37、基態(tài)原子的電子結(jié)構(gòu)的兩種表示方式基態(tài)原子的電子結(jié)構(gòu)的兩種表示方式(1)電子結(jié)構(gòu)式電子結(jié)構(gòu)式 (全排法、簡排法） 全排法所有能級均寫出，體現(xiàn)排布全貌； 簡排法“原子實”用稀有氣體代替，只表示價電子構(gòu)型。 價電子：主族：ns、np電子；副族：（n-1）d 、ns電子 注：因原子內(nèi)層結(jié)構(gòu)與上一周期的稀有氣體的電子構(gòu)型相同，故可用加方括號的稀有氣體元素符號（稱為原子實）代替內(nèi)層電子的排布，而只寫出價電子構(gòu)型，即簡排法。“原子實”部分的電子排布不按能級交錯排，只是外層價電子遇到能級交錯時，才按能量高低交錯排布；但書寫電子結(jié)構(gòu)式時卻應(yīng)按電子層 n 值大小順序書寫、不按交錯順序書寫（原因： 如3d能量高于4

38、S，但當4S填充電子后，又因核與電子所組成的力場發(fā)生變化，4S能級反會升高，則失電子時，應(yīng)先失去外層的4S電子，后失去3d電子，所以按電子層 n 值大小順序書寫電子結(jié)構(gòu)式很方便） 例 全排法 簡排法 惰氣25 Mn 1S 22S 22P 63S 23P 63d 54S2 Ar 3d 54S2 2He 原子實18 價電子 10Ne 29Cu 1S 22S 22P 63S 23P 6 3d 9 4S2 Ar 3d 104S1 18 Ar 1S 22S 22P 63S 23P 6 3d 104S1 36Kr47 Ag 1S 22S 22P 63S 23P 6 3d 104S24P 64d9（4f）5

39、S2 Kr 4d 105S1 54Xe 4d105S1 86Rn（離子的電子排布：原子由外向內(nèi)層失電子，則：26Fe Ar 3d 64S2 ； Fe2+ Ar 3d 6； Fe3+ Ar 3d 5+（2）、原子軌道圖式）、原子軌道圖式若要表示電子自旋方向，可用原子軌道圖式原子軌道圖式表示： 電子結(jié)構(gòu)式電子結(jié)構(gòu)式 原子軌道圖式原子軌道圖式25 Mn Ar 3d 54S2 Ar _ _ _ _ _ _ 3d 5 4S226Fe Ar 3d 64S2 Ar_ _ _ _ _ _ 3d 6 4S22、原子的電子結(jié)構(gòu)與元素、原子的電子結(jié)構(gòu)與元素周期率周期率元素周期率的實質(zhì)元素周期率的實質(zhì)原子的電子結(jié)構(gòu)隨

40、原子序數(shù)增加呈現(xiàn)周期原子的電子結(jié)構(gòu)隨原子序數(shù)增加呈現(xiàn)周期性變化性變化。（）周期（）周期元素元素周期最大值周期最大值電子層數(shù)最高能級組數(shù)電子層數(shù)最高能級組數(shù) (周期周期區(qū)區(qū)族：見光盤）族：見光盤）區(qū)、區(qū)、 價電子構(gòu)型價電子構(gòu)型、型、型族、化合價：族、化合價：區(qū)區(qū) 價電子構(gòu)型價電子構(gòu)型 族族 族數(shù)族數(shù) 化合價化合價S ns1-2 1A、2A ns電子數(shù) +1、+2（族數(shù)）P ns 2np 16 3A7A、 ns+np 電子數(shù) 左下：金屬，最高正價= 族數(shù) （ *6S） 0 族 右上；非金屬，最高負價=8-族數(shù)d （n-1）d19 ns1-2 3B7B （n-1）d+ ns 電子數(shù) 常見+2、+3、

41、+4，多變價ds （n-1）d10 ns1-2 1B、2B ns電子數(shù) 常見+1、+2，（有變價）f （n-2）f114（n-1）d02 ns2 3B 常見+3，（有+2、3、4、5、6、7）44 元素基本性質(zhì)的周期性變化元素基本性質(zhì)的周期性變化 原子的電子結(jié)構(gòu)的周期性決定元素基本性質(zhì)的周期原子的電子結(jié)構(gòu)的周期性決定元素基本性質(zhì)的周期性變化。（性變化。（ 原子參數(shù)：原子半徑、電離能（勢）、電原子參數(shù)：原子半徑、電離能（勢）、電子親合能、電負性）子親合能、電負性）一、原子半徑（見光盤）一、原子半徑（見光盤）規(guī)律：規(guī)律： r 減小減?。ㄖ髯迕黠@；副族緩慢（主族明顯；副族緩慢-屛蔽效應(yīng)）屛蔽效應(yīng)）

42、相鄰元素原子半徑減小值：相鄰元素原子半徑減小值： 主族主族10pm 過渡元素過渡元素5pm 內(nèi)內(nèi)過渡元素過渡元素1pm 鑭系收縮：鑭系鑭系收縮：鑭系15個元素的原子半徑共減小僅個元素的原子半徑共減小僅11pm r增大增大（主族明顯；副族緩慢，二、三過渡系極（主族明顯；副族緩慢，二、三過渡系極相近相近鑭系收縮使鑭系收縮使r相近、性質(zhì)相近：相近、性質(zhì)相近：Zr和和Hf、Nb和和Ta、Mo和和W二、電離能（勢）、電子親合能二、電離能（勢）、電子親合能1、電離能電離能I（見光盤）見光盤） 定義：定義： M（g） M+（g） +e I1 M+（g） M2+（g）+e I2 M2+（g） M3+（g）+e

43、 I3 I3 I2 I1 0 （均為正值）（均為正值） 意義：意義：一般用一般用 I1 表示氣態(tài)原子失去電子的難易表示氣態(tài)原子失去電子的難易（金屬性強弱）；（金屬性強弱）； I1小小易失去電易失去電 子子 金屬性強金屬性強 I1大大不易失去電不易失去電 子子 金屬性弱金屬性弱規(guī)律：規(guī)律： r 減小、減小、I1增大增大 （主族明顯；副族緩慢）主族明顯；副族緩慢） 注意反常點注意反常點 Be B； NO 2S2 2S22P1 2S22P3 2S22P4 穩(wěn)定穩(wěn)定 I1大大 ,不穩(wěn)定不穩(wěn)定, 穩(wěn)定穩(wěn)定I1大大, 不穩(wěn)定不穩(wěn)定 r增大、增大、 I1減小減小（主族明顯；副族不規(guī)則（主族明顯；副族不規(guī)則二

44、、三過渡系二、三過渡系r 極相近、極相近、Z*卻增大，使卻增大，使Hg、Au、Pt、W等等I1大、不活潑大、不活潑 ）2、電子親合能、電子親合能 定義：定義：A（g）+e A （g） rHm ，1= EA1 0 （放出能量）（放出能量） A （g）+e A2 （g） rHm ，2= EA2 0 （吸（吸收能量）收能量） A2 （g）+eA3 （g） rHm ，3= EA3 0 （吸收能量）（吸收能量） EA1多數(shù)為正，多數(shù)為正， EA2、 EA3為負。為負。 意義：意義：一般用一般用EA1 表示氣態(tài)原子得到電子的難易表示氣態(tài)原子得到電子的難易（非金屬性強弱）；（非金屬性強弱）； EA1 大大易

45、得到電易得到電 子子非金屬非金屬性強性強 ; EA1 小小不易得到電不易得到電 子子非金屬性弱非金屬性弱 非金屬非金屬EA1 大、大、多數(shù)為正，多數(shù)為正，金屬金屬EA1小或負。小或負。 規(guī)律：規(guī)律： r 減小、減小、I1增大、增大、 EA1增大增大 （主族明顯；副族緩慢）主族明顯；副族緩慢）注意反常點注意反常點: C N O 2S22P2 2S22P3 2S22P4 不穩(wěn)定不穩(wěn)定 穩(wěn)定穩(wěn)定 不穩(wěn)定不穩(wěn)定 易得易得e 不易得不易得e 易得易得e EA1大大 EA1小小 EA1大大 故故Be族（族（ S2）、）、N族（族（P3）、）、0族族 （P6）穩(wěn)定，穩(wěn)定， EA1小小 或負或負 r增大、增大

46、、 I1減小、減小、EA1減小減?。ㄖ髯迕黠@，但第二主族明顯，但第二周期小于第三周期周期小于第三周期半徑小、電子間斥力大、不半徑小、電子間斥力大、不易得易得e、 EA1小小 ）三三 元素電負性元素電負性: 定義：定義：原子在分子中吸引成鍵電子的能力原子在分子中吸引成鍵電子的能力,稱為元素電稱為元素電負性負性X. 意義意義: 1.可以統(tǒng)一量度可以統(tǒng)一量度金屬性及非金屬性金屬性及非金屬性: (見鮑林見鮑林電負性表電負性表4-9) X越大越大, 吸引成鍵電子的能力吸引成鍵電子的能力越強越強,元素的元素的非金屬性越強非金屬性越強; X越小越小,吸引成鍵電子的能力吸引成鍵電子的能力越弱越弱,元素的元素的

47、金屬性越強金屬性越強; 2. X=2.0為分界線為分界線:2. X=2.0為分界線（大概為分界線（大概 ） X 2.0,為金屬為金屬,最活潑的金屬在周期表左下方最活潑的金屬在周期表左下方Cs,Fr(X=0.7), X 2.0,為非金屬為非金屬,最活潑的非金屬在周期表右上方最活潑的非金屬在周期表右上方F(X=4.0),（Hg,Au,Pt等除外）等除外） X=2.0,為半金屬為半金屬,兼有金屬性及非金屬性兼有金屬性及非金屬性. 3.元素的元素的 X大大,易形成離子鍵易形成離子鍵, X小小,易形成共價鍵易形成共價鍵.規(guī)律：規(guī)律： r 減小、減小、I1增大、增大、 EA1增大、增大、 X增大增大 （主

48、族明顯；副族緩慢）主族明顯；副族緩慢） 同周期同周期,稀有氣體的電負性最大稀有氣體的電負性最大; 稀有氣體中稀有氣體中Ne的的X最大最大; Xe較小較小,可有可有 氧化物及氟化物氧化物及氟化物. r增大、增大、 I1減小、減小、EA1減小、減小、 X減小減小（主族明顯主族明顯;副族前減后增副族前減后增-二、三過渡系二、三過渡系 r 極相近、極相近、Z*卻增大，卻增大，使吸引成鍵電子的能力增強使吸引成鍵電子的能力增強) 例題：例題： 關(guān)于關(guān)于Si和和P二元素，二元素，不正確不正確的是：的是：A、作用于最外層電子的有效核電荷：、作用于最外層電子的有效核電荷：PSiB、原子半徑：、原子半徑：SiPC

49、、第一電子親合能、第一電子親合能| EA1|：PSi D、第一電離能：、第一電離能： PSi 解：解： 周期表：周期表： 14Si （3S23P2） 15P （3S23P3） 14Si 得得e半滿，故更易得半滿，故更易得e、放出能量更多、放出能量更多、| EA1|大。大。4 5 離子鍵離子鍵 分子是由原子組成的，是參加化學反應(yīng)的基本分子是由原子組成的，是參加化學反應(yīng)的基本單元。所以，除原子結(jié)構(gòu)知識外，還應(yīng)掌握化學鍵單元。所以，除原子結(jié)構(gòu)知識外，還應(yīng)掌握化學鍵理論、分子空間結(jié)構(gòu)理論等。理論、分子空間結(jié)構(gòu)理論等。 化學鍵類型：離子鍵、共價鍵、金屬鍵?；瘜W鍵類型：離子鍵、共價鍵、金屬鍵。一、離子鍵的

50、形成和性質(zhì)一、離子鍵的形成和性質(zhì)1、離子鍵：由電負性大的非金屬陰離子與電負性小、離子鍵：由電負性大的非金屬陰離子與電負性小的金屬陽離子通過的金屬陽離子通過 靜電引力而形成的化學鍵，叫離靜電引力而形成的化學鍵，叫離子鍵。子鍵。 由離子鍵形成的化合物叫由離子鍵形成的化合物叫離子型化合物，離子型化合物，它們以它們以離子晶體存在，如離子晶體存在，如NaCl。 1A、2A金屬陽離子金屬陽離子（Be除外）與除外）與6A、7A非金屬陰離子可形成典型的離非金屬陰離子可形成典型的離子型化合物。子型化合物。2、離子鍵的性質(zhì)：、離子鍵的性質(zhì)：（1）本質(zhì)本質(zhì)靜電引力；靜電引力；特征特征無方向性和飽和無方向性和飽和性性

51、。（因假定離子的電荷分布是球形對稱的，故可。（因假定離子的電荷分布是球形對稱的，故可在各個方向上、同等程度的、盡量多的吸引相反電在各個方向上、同等程度的、盡量多的吸引相反電荷的其它離子）荷的其它離子）（2）鍵的離子性與元素電負性有關(guān)：）鍵的離子性與元素電負性有關(guān)：成鍵元素的電負性差成鍵元素的電負性差 X越大越大,離子鍵成分越大：離子鍵成分越大： 對對AB型化合物：（近似）型化合物：（近似） X 1.7, 可視為離子型化合物，可視為離子型化合物， X（NaCl）=2.23 X 1.7，可視為共價型化合物，可視為共價型化合物， X（AgCl）=1.23 X = 1.7，離子鍵成分離子鍵成分50%。

52、離子鍵與離子鍵與共價型沒有嚴格的界限：電負性差最大的共價型沒有嚴格的界限：電負性差最大的CsF （ X=3.19）共價性為）共價性為8%；HF（ X=1.781.7），但以），但以共價性為主。共價性為主。典型的離子型化合物：典型的離子型化合物： 也有也有共價成分。共價成分。二、離子的特征二、離子的特征 離子的性質(zhì)很大程度上決定著離子型化合物的性質(zhì)。離子的性質(zhì)很大程度上決定著離子型化合物的性質(zhì)。1、離子電荷：離子電荷越高、半徑越小、靜電引力越、離子電荷：離子電荷越高、半徑越小、靜電引力越強，則離子鍵越強。強，則離子鍵越強。 F = q+. q- / r22、離子半徑：正、負離子的核間距即正、負離

53、子的有、離子半徑：正、負離子的核間距即正、負離子的有效半徑之和。（表效半徑之和。（表411鮑林離子半徑）。規(guī)律：鮑林離子半徑）。規(guī)律：P1193、離子的電子構(gòu)形：即形成離子后的電子構(gòu)形。（配、離子的電子構(gòu)形：即形成離子后的電子構(gòu)形。（配合物有用）合物有用） 單原子負離子常為單原子負離子常為8e構(gòu)形。構(gòu)形。 單原子陽離子可分以下幾種：單原子陽離子可分以下幾種：2e構(gòu)形（構(gòu)形（1S2）：指形成離子后，最外層為）：指形成離子后，最外層為2個電子的個電子的離子（離子（Li+、Be2+、B3+）8e構(gòu)形（構(gòu)形（nS2nP6）：指形成離子后，最外層為）：指形成離子后，最外層為8個電個電子的離子（子的離子（

54、Na+ 2S22P63S1） （*主、副族正離子）主、副族正離子）917 e構(gòu)形（構(gòu)形（nS2nP6nd19）：指形成離子后，最外層）：指形成離子后，最外層為為917個電子的離子（個電子的離子（Fe2+ 3S23P63d64S2）（）（d,ds）18 e構(gòu)形（構(gòu)形（ nS2nP6nd10）：指形成離子后，最外層）：指形成離子后，最外層為為18個電子的離子個電子的離子( Pb4+ 5S25P65d106S26P2）(ds,p區(qū)高價離子）區(qū)高價離子）（18+2 ）e構(gòu)形構(gòu)形(n-1)S2+ (n-1)P6+ (n-1)d10+nS2 ：指形成離子后，最外層為指形成離子后，最外層為2個電子、次外層為

55、個電子、次外層為18個個電子的離子。電子的離子。(Pb2+ 5S25P65d106S26P2）(P區(qū)低價離區(qū)低價離子子) 不同電子構(gòu)形陽離子對同種負離子的作用力：不同電子構(gòu)形陽離子對同種負離子的作用力： 8e構(gòu)形構(gòu)形 917 e構(gòu)形構(gòu)形 1.7,（NaCl） 極性共價鍵：極性共價鍵： 0 X 1.7 （HF，AgCl） 正、負電荷重心不重合正、負電荷重心不重合非非極性鍵：極性鍵： X =0（N2）正、負電荷重心重合正、負電荷重心重合 鍵的極性可用鍵的極性可用鍵矩鍵矩（矢量）表示：（矢量）表示： X越大、鍵極性越大、越大、鍵極性越大、鍵矩鍵矩越大越大離子鍵離子鍵 極性共價鍵極性共價鍵 非非極性共

56、價鍵極性共價鍵 X 1.7 0 X 1.7 X =0（2）、分子的極性）、分子的極性非極性分子非極性分子 非非極性鍵雙原子分子：極性鍵雙原子分子：N2、H2、O2 極性鍵、空間對稱：極性鍵、空間對稱：CH4、BF3、CO2極性分子極性分子 極性鍵雙原子分子：極性鍵雙原子分子： HF 極性鍵、空間不對稱：極性鍵、空間不對稱：NH3、H2O、CH3CI ？ 非非極性鍵組成的單質(zhì)分子是否都是非極性分子極性鍵組成的單質(zhì)分子是否都是非極性分子 ？ ？非非極性鍵組成的單質(zhì)分子是否都是非極性分子極性鍵組成的單質(zhì)分子是否都是非極性分子 ？ NO！非非極性鍵雙原子分子極性鍵雙原子分子N2、H2、O2是；多是；多

57、原原子單質(zhì)分子子單質(zhì)分子P4、S8等也是；但等也是；但O3不是不是非非極性分子！極性分子！ 因為：因為：O3是是SP2不等性雜化，不等性雜化，其構(gòu)型為其構(gòu)型為V字型，字型，并且有一個并且有一個 34（三中心、四電子大（三中心、四電子大 鍵），導至鍵），導至正、正、負電荷重心不重合負電荷重心不重合 8O 1S22S22P4 O O O 分子極性與分子空間構(gòu)型的關(guān)系分子極性與分子空間構(gòu)型的關(guān)系 （3）、偶極矩：分子的極性可用偶極矩表示：）、偶極矩：分子的極性可用偶極矩表示： =qd （單位：（單位：10-30Cm） 偶極偶極矩是各鍵矩的矢量和；偶極矩矩是各鍵矩的矢量和；偶極矩越大，越大，分子的極性

58、分子的極性越大。越大。 偶極矩用于判斷分子的極性和空間構(gòu)型偶極矩用于判斷分子的極性和空間構(gòu)型 2、分子的變形性：在外電場中、分子的變形性：在外電場中（1）非非極性分子極性分子 這種性質(zhì)這種性質(zhì)變形性；過程變形性；過程極化變形；產(chǎn)生極化變形；產(chǎn)生的偶極的偶極誘導偶極（電場消失亦消失）誘導偶極（電場消失亦消失）（2）極性分子）極性分子 ：本身具有偶極：本身具有偶極永久偶極、固有永久偶極、固有偶極（不消失），相當一個電場，可使鄰近分子極化偶極（不消失），相當一個電場，可使鄰近分子極化變形；變形； 3、分子間力、分子間力F2、CI2、Br2、I2 g I S、熔沸點增大，、熔沸點增大，WHY？ 原因：

59、有分子間力（色散力、誘導力、取向力）原因：有分子間力（色散力、誘導力、取向力）和氫鍵。和氫鍵。（1）色散力（存在于所有分子中）色散力（存在于所有分子中） 瞬時偶極瞬時偶極核振動、電子運動引起的核、電子核振動、電子運動引起的核、電子云的瞬時位移所產(chǎn)生的偶極（時刻存在、始終變動）云的瞬時位移所產(chǎn)生的偶極（時刻存在、始終變動） （1）色散力（存在于所有分子中）色散力（存在于所有分子中）非非極性分子極性分子非非極性分子極性分子瞬時偶極瞬時偶極異極相吸異極相吸色散力色散力 r增大、變形性增大、色散力增大增大、變形性增大、色散力增大 ； M大、大、e多、變形性增大、色散力增大多、變形性增大、色散力增大 ； 如如 F2、CI2、Br2、I2，色散力依次增大色散力依次增大 （2）誘導力）誘導力非非極性分子（瞬時偶極）極性分子（瞬時偶極）異極相吸異極相吸色散力色散力極性分子（固有偶極）極性分子（固有偶極）異極相吸異極相吸誘導力誘導力 誘導偶極誘導偶極 （與極性、變形性成正比）（與極性、變形性成正比） （3）取向力）取向力 極性分子極性分子 （瞬時、固有偶極）（瞬時、固有偶極）-異極相吸異極相吸- 色散力色