大學(xué)普通化學(xué)第六版第5章精品課件

1、首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)1物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)第5章首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)2第第5章章 內(nèi)容內(nèi)容 5.1 原子結(jié)構(gòu)的近代概念原子結(jié)構(gòu)的近代概念 5.2 多電子原子的電子分布方多電子原子的電子分布方式和周期系式和周期系 5.3 化學(xué)鍵與分子間相互作用化學(xué)鍵與分子間相互作用力力* 5.4 晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)3一、氫原子光譜與玻爾理論一、氫原子光譜與玻爾理論1 1、氫原子光譜：為線(xiàn)狀不連續(xù)光譜。、氫原子光譜：為線(xiàn)狀不連續(xù)光譜。原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)4棱鏡棱鏡狹縫狹縫4

2、15nm435nm487nm660nm電子束氫放氫放電管電管 附圖5.2 氫原子光譜示意圖電子束首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)52.波爾理論波爾理論（1）定態(tài)假設(shè)：）定態(tài)假設(shè)：原子只能處于一系原子只能處于一系列列不連續(xù)的能量狀態(tài)不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，叫中原子是穩(wěn)定的，叫定態(tài)定態(tài)。（2）躍遷假設(shè)：）躍遷假設(shè)：原子的定態(tài)是不連續(xù)的，原子的定態(tài)是不連續(xù)的，故故原子光譜也是不連續(xù)的原子光譜也是不連續(xù)的。首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)6玻爾（玻爾（NielsHendrikDavidBohr，18851962）丹麥物理學(xué)家丹麥物理學(xué)家首

3、頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)73、波爾理論的缺陷：、波爾理論的缺陷：（1 1）不能解釋多電原子的光譜。）不能解釋多電原子的光譜。（2 2）不能解釋化學(xué)鍵本質(zhì)。）不能解釋化學(xué)鍵本質(zhì)。（3 3）微觀粒子與宏觀物體不同，微觀粒子）微觀粒子與宏觀物體不同，微觀粒子遵循特有的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。遵循特有的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)8一、一、波、粒二象性波、粒二象性1. 光的波、粒二象性光的波、粒二象性20世紀(jì)初，愛(ài)因斯坦提出了質(zhì)能轉(zhuǎn)換關(guān)系世紀(jì)初，愛(ài)因斯坦提出了質(zhì)能轉(zhuǎn)換關(guān)系 E E = = mcmc2 2 , , = h / p = h / mc c 為光速為光速, h

4、為普朗克常數(shù)為普朗克常數(shù): h =6.626 10-34Js1 ， p為光子的動(dòng)量。為光子的動(dòng)量。5.1 原子結(jié)構(gòu)的近代概念原子結(jié)構(gòu)的近代概念首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)92. 微觀粒子的波、粒二象性微觀粒子的波、粒二象性19241924，德，德布羅衣布羅衣( (de Broglie) )提出：提出：微觀粒子也具有波的性質(zhì)，并假設(shè)：微觀粒子也具有波的性質(zhì)，并假設(shè)： = h / mv ： 粒子波的波長(zhǎng)；粒子波的波長(zhǎng)；V：粒子的速率，：粒子的速率，m：粒子的質(zhì)量：粒子的質(zhì)量首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)10電子衍射實(shí)驗(yàn)示意圖電子衍射實(shí)驗(yàn)示意圖圖圖5.1 電子衍射示

5、意圖電子衍射示意圖19271927年，粒子波的假設(shè)被電子衍射實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。年，粒子波的假設(shè)被電子衍射實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。定向電子射線(xiàn)定向電子射線(xiàn)晶片光柵晶片光柵衍射圖象衍射圖象首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)11波函數(shù)（波函數(shù)（ ）：）：是用空間坐標(biāo)是用空間坐標(biāo)x、y、z表表示示 的數(shù)學(xué)函數(shù)式，以表征原子中電子的的數(shù)學(xué)函數(shù)式，以表征原子中電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。波函數(shù)習(xí)慣上稱(chēng)為原子軌道波函數(shù)習(xí)慣上稱(chēng)為原子軌道3. 波函數(shù)與量子數(shù)波函數(shù)與量子數(shù)電子等微觀粒子波是一種具有統(tǒng)計(jì)性的電子等微觀粒子波是一種具有統(tǒng)計(jì)性的幾率（概率）波。幾率（概率）波。 首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)

6、12薛定諤方程薛定諤方程微觀粒子運(yùn)動(dòng)的波動(dòng)方程：微觀粒子運(yùn)動(dòng)的波動(dòng)方程：0)(822222222VEhmzyxE 為核外電子總能量，為核外電子總能量，V 為核外電子的勢(shì)能，為核外電子的勢(shì)能，h 為普朗克常數(shù)，為普朗克常數(shù)，m 為電子的質(zhì)量。為電子的質(zhì)量。首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)13求解結(jié)果表明：求解結(jié)果表明： 波函數(shù)（波函數(shù)（ ）具體表達(dá)式與）具體表達(dá)式與三個(gè)參數(shù)有關(guān)三個(gè)參數(shù)有關(guān)-三個(gè)量子數(shù)三個(gè)量子數(shù)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)14(1) 主量子數(shù)主量子數(shù) n ： 表示核外表示核外電子電子運(yùn)動(dòng)的能量及運(yùn)動(dòng)的能量及電子離核的平電子離核的平均距離；均距離；n

7、 的取值：的取值：n = 1，2，3，量子數(shù)量子數(shù) n = 1，2，3，4, 對(duì)應(yīng)于電子層對(duì)應(yīng)于電子層 K L，M，N, 首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)15(2) 角量子數(shù)角量子數(shù) l ： l 的取值：的取值：l = 0, 1, 2, 3, (n 1) 確定原子確定原子軌道的形狀軌道的形狀 對(duì)于多電子原子，對(duì)于多電子原子，與與n共同確定原子軌共同確定原子軌道的能量。道的能量。l = 0, 1, 2, 3 s、 p、 d、 f 軌道軌道 球形、雙球形、梅花形、球形、雙球形、梅花形、 復(fù)雜復(fù)雜首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)16 首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè)

8、末頁(yè)末頁(yè)17首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)18 首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)19s軌道投影軌道投影yxpz軌道投影軌道投影zx+-dxy軌道投影軌道投影yx+-圖圖5.5 原子軌道角度分布圖原子軌道角度分布圖首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)20(3) 磁量子數(shù)磁量子數(shù) m ： m 的取值的取值: m = 0，1， 2， 3. l ; 2l + 1個(gè)值個(gè)值 確定原子軌道的確定原子軌道的伸展方向伸展方向l0， m = 0，S軌軌道一個(gè)伸展方向；道一個(gè)伸展方向；l1， m = 0，1，P軌道有三個(gè)伸展方向；軌道有三個(gè)伸展方向；l2， m = 0，1，

9、2， d軌道有五個(gè)伸展方軌道有五個(gè)伸展方向；向；首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)21首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)22 首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)23p軌道軌道, m=-1,0,+1,有三個(gè)伸展方向有三個(gè)伸展方向首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)24d軌道軌道, m=-2,-1,0,+1,+2有五個(gè)伸展方向有五個(gè)伸展方向圖5.3b 原子軌道伸展方向首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)25S軌道軌道:P軌道有三個(gè)等價(jià)軌道軌道有三個(gè)等價(jià)軌道:d軌道有五個(gè)等價(jià)軌道軌道有五個(gè)等價(jià)軌道:首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)

10、26(4) 自旋量子數(shù)自旋量子數(shù)ms：自旋平行自旋平行 ；自旋反平行自旋反平行 。ms +1/2、-1/ 2 (n, l, m,ms) 完整表征核外電子運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。完整表征核外電子運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)27n,l,m軌道 (r, , ) 1,0,0 1s2,0,0 2s2,1,0 2pz0/301area02/030)2(2141arearacos)(214102/030areara波函數(shù)波函數(shù) (n, l, m)-原子軌道原子軌道首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)28二、電子云二、電子云 電子云：電子云：用黑點(diǎn)的疏密表示空用黑點(diǎn)的疏密表示空

11、間某間某單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的概率單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的概率（概率密度概率密度）分布的圖形分布的圖形首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)29yxayxbyxb附圖附圖5.8 電子云的統(tǒng)計(jì)概念（二維投影）電子云的統(tǒng)計(jì)概念（二維投影）a) 單張照片；單張照片；b) 二張照片二張照片 c)大量照片大量照片首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)30電子云與概率密度電子云與概率密度圖5.9 電子云示意圖a) s電子云；b) p電子云；c) d電子云首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)31 電子云的角度分布圖電子云的角度分布圖電子云的角度分布電子云的角度分布與原子軌道的角度與原子軌

12、道的角度分布之間的區(qū)別：分布之間的區(qū)別：圖圖5.6 電子云角度分布立體示意圖電子云角度分布立體示意圖形狀較瘦形狀較瘦沒(méi)有正、負(fù)號(hào)沒(méi)有正、負(fù)號(hào)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)32一、多電子原子軌道的能級(jí)一、多電子原子軌道的能級(jí)5.2 多電子原子的電子分布方式多電子原子的電子分布方式 與周期系與周期系一個(gè)原子軌道能量最終由一個(gè)原子軌道能量最終由n、l 共同決定共同決定 首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)33 角量子數(shù)角量子數(shù)l 相同時(shí)，相同時(shí)，n越大，能量越高越大，能量越高 E1s E2s E3s E4s 主量子數(shù)主量子數(shù)n n相同時(shí)，相同時(shí)， l 越大，能量越高越大，能

13、量越高 E4s E4p E4d E4f首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)34 當(dāng)當(dāng)n n和和l都不同時(shí)，有都不同時(shí)，有能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象。E5s E4dE4s E3d；E6s E4f E5d首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)35近似能級(jí)圖近似能級(jí)圖: : 7s 7s 6s 6s 4f 5d4f 5d 6p 6p 5s 5s 4d4d 5p 5p 4s 4s 3d3d 4p 4p 3s 3p 3s 3p 2s 2p 2s 2p 1s 1s能量逐漸升高能量逐漸升高能量逐漸升高能量逐漸升高首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)36二、核外電子分布原理與方式二、核

14、外電子分布原理與方式原子核外電子的分布要服從以下規(guī)則：原子核外電子的分布要服從以下規(guī)則： 泡里不相容原理泡里不相容原理 能量最低原理能量最低原理 洪德規(guī)則及特例洪德規(guī)則及特例首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)371. 泡里不相容原理泡里不相容原理 在同一個(gè)原子中在同一個(gè)原子中, ,不允許兩個(gè)電子不允許兩個(gè)電子的四個(gè)量子數(shù)完全相同。的四個(gè)量子數(shù)完全相同。 即，即，同一個(gè)原子軌道最多只能容同一個(gè)原子軌道最多只能容納兩個(gè)電子，且自旋相反。納兩個(gè)電子，且自旋相反。首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)382. 能量最低原理能量最低原理核外電子在原子軌道上的排布，必須核外電子在原子軌

15、道上的排布，必須盡盡量占據(jù)能量最低的軌道。量占據(jù)能量最低的軌道。3. 洪德規(guī)則洪德規(guī)則 當(dāng)電子在當(dāng)電子在n, l 相同的數(shù)個(gè)相同的數(shù)個(gè)等價(jià)軌道等價(jià)軌道上上分布時(shí)，每個(gè)分布時(shí)，每個(gè)電子盡可能占據(jù)磁量子數(shù)電子盡可能占據(jù)磁量子數(shù)不同的軌道且自旋平行。不同的軌道且自旋平行。首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)39例例5.15.1 碳碳原子原子: :(1s22s22p2)的兩個(gè)的兩個(gè)p電子在電子在p p軌軌道上如何分布？道上如何分布？ I II III共有以下三種排列方法：共有以下三種排列方法：圖圖5.4 兩個(gè)電子在兩個(gè)電子在p軌道上的分布軌道上的分布首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)

16、末頁(yè)40洪德規(guī)則特例洪德規(guī)則特例當(dāng)相同能量的軌道為全充滿(mǎn)或半充滿(mǎn)的狀當(dāng)相同能量的軌道為全充滿(mǎn)或半充滿(mǎn)的狀態(tài)時(shí)，態(tài)時(shí)，能量較低能量較低。全充滿(mǎn)全充滿(mǎn): : p p6 6或或d d1010或或f f1414半充滿(mǎn)半充滿(mǎn): : p p3 3或或d d5 5或或f f7 72424Cr:Cr: 1s 1s2 22s2s2 22P2P6 63s3s2 23P3P6 62929u u ：1s1s2 22s2s2 22P2P6 63s3s2 23P3P6 6 42Mo、47Ag、79Au 3d3d5 54s4s1 1 , , 半充滿(mǎn)比較穩(wěn)定。半充滿(mǎn)比較穩(wěn)定。3d3d10104s4s1 1, , 全充滿(mǎn)比較穩(wěn)

17、定。全充滿(mǎn)比較穩(wěn)定。 首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)414.4.核外電子分布式核外電子分布式1111Na:1sNa:1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s1 1 1616S:1sS:1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p4 4 2626Fe:1sFe:1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d6 64S4S2 22424Cr :1sCr :1s2 2S S2 22P2P6 63s3s2 23P3P6 63d3d5 54s4s1 12929u u ：1s1s2 22s2s2 22P2P6 63s3s2 23P3P6 6

18、3d3d10104s4s1 1 (1)(1)原子的電子分布式原子的電子分布式: :首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)42(2)原子的外層電子分布式原子的外層電子分布式 價(jià)電子構(gòu)型價(jià)電子構(gòu)型Na：3s3s1 1S:S: 3s3s2 23p3p4 4 Fe:Fe: 3d3d6 64s4s2 2 CrCr：3d3d5 54s4s1 1 u u ：3d3d10104s4s1 1 首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)43三、三、原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的周期性原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的周期性首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)44IA 0IIA元素周期表元素周期表IIIA IVA V

19、A VIAVIIAIIIB IVB VB VIBVIIBVIIIIB IIB首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)45（1）元素周期數(shù)）元素周期數(shù)=電子層數(shù)電子層數(shù)n（2）主族號(hào)）主族號(hào)=外層電子數(shù)外層電子數(shù)IA、IIA ：ns12IIIAVIIA ：ns2np151. 元素周期表中的周期與族號(hào)元素周期表中的周期與族號(hào)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)46（3）IB、IIB族號(hào)族號(hào)ns電子數(shù)電子數(shù)價(jià)電子構(gòu)型：價(jià)電子構(gòu)型： (n-1)d10ns1, (n-1)d10ns2(4)IIIBVIIB族號(hào)（族號(hào)（n1）dns電子數(shù)電子數(shù)價(jià)電子構(gòu)型：價(jià)電子構(gòu)型：(n-1)d1-5ns2

20、VIII族族 ( (n n-1)-1)d dns ns 8 8、9 9、1010（5）零族）零族1s2或或ns2np6首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)472、元素周期表分區(qū)、元素周期表分區(qū)1s2ns 2np1-6P區(qū)元素區(qū)元素ns 1-2s區(qū)元區(qū)元素素(n-1)d1-8ns2d區(qū)元素區(qū)元素(n-1)d10ns1-2ds 區(qū)區(qū)元素元素(n-2)f1-14ns2 f 區(qū)元素區(qū)元素附圖5.6 元素分區(qū)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)483. 原子半徑原子半徑在同一周期中，在同一周期中，從左到右減小從左到右減小在同一族中，在同一族中，從上到下增加從上到下增加首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)

21、上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)494. 電離能電離能同一周期：同一周期：自左至右，第一電離能一般增加。自左至右，第一電離能一般增加。 有一些波動(dòng)。全充滿(mǎn)或半充滿(mǎn)結(jié)構(gòu)較大有一些波動(dòng)。全充滿(mǎn)或半充滿(mǎn)結(jié)構(gòu)較大同一族同一族主族：主族：自上而下自上而下第一電離第一電離依次減小；依次減?。桓弊澹焊弊澹鹤兓徛?，規(guī)律不明顯。變化緩慢，規(guī)律不明顯。第一電離能：第一電離能：基態(tài)的基態(tài)的1mol1mol氣態(tài)原子失去氣態(tài)原子失去1mol1mol電子成為氣態(tài)一價(jià)陽(yáng)離子所需的能量電子成為氣態(tài)一價(jià)陽(yáng)離子所需的能量首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)505. 元素的電負(fù)性元素的電負(fù)性電負(fù)性：電負(fù)性：元素的原子在分

22、子中元素的原子在分子中吸引電子吸引電子的能力的能力。吸電子能力越強(qiáng)，電負(fù)性越大。吸電子能力越強(qiáng)，電負(fù)性越大。鮑林指定氟（氟（F）的電負(fù)性為）的電負(fù)性為4.0 在同一周期中，從左到右電負(fù)性增加在同一周期中，從左到右電負(fù)性增加 在同一族中，自上而下電負(fù)性下降。在同一族中，自上而下電負(fù)性下降。 首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)51一、一、 化學(xué)鍵化學(xué)鍵化學(xué)鍵：化學(xué)鍵：分子或晶體中相鄰的原子分子或晶體中相鄰的原子（離子）之間的強(qiáng)烈的相互作用（離子）之間的強(qiáng)烈的相互作用。 5.3 化學(xué)鍵與分子間相互作用力化學(xué)鍵與分子間相互作用力化學(xué)鍵：化學(xué)鍵： 離子鍵、金屬鍵、共價(jià)鍵。離子鍵、金屬鍵、共價(jià)

23、鍵。首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)52價(jià)鍵理論要點(diǎn)：價(jià)鍵理論要點(diǎn)：（1）1 1個(gè)個(gè)未成未成對(duì)對(duì)的電子只能和另一個(gè)的電子只能和另一個(gè)自旋方向相反的自旋方向相反的1 1個(gè)個(gè)未成對(duì)的電子配對(duì)。未成對(duì)的電子配對(duì)。（2）原子軌道重疊要）原子軌道重疊要對(duì)稱(chēng)性匹配對(duì)稱(chēng)性匹配， 并滿(mǎn)足并滿(mǎn)足最大重疊條件。最大重疊條件。3. 共價(jià)鍵共價(jià)鍵首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)53+圖圖5.12 共價(jià)鍵飽和性共價(jià)鍵飽和性共價(jià)鍵具有飽和性：共價(jià)鍵具有飽和性：共價(jià)鍵的數(shù)目取決共價(jià)鍵的數(shù)目取決未成對(duì)電子的數(shù)目。未成對(duì)電子的數(shù)目。共價(jià)鍵的特性：共價(jià)鍵的特性：首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末

24、頁(yè)末頁(yè)54 共價(jià)鍵具有方向性：共價(jià)鍵具有方向性：對(duì)稱(chēng)性匹配；最大對(duì)稱(chēng)性匹配；最大重疊。重疊。+附圖附圖5.11 共價(jià)鍵方向性共價(jià)鍵方向性首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)55 鍵和鍵和 鍵鍵 鍵鍵原子軌道沿著鍵軸以原子軌道沿著鍵軸以“頭碰頭頭碰頭”方式重疊。方式重疊。 鍵鍵圖圖5.15 s鍵和鍵和p鍵重疊方式示意圖鍵重疊方式示意圖首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)56 鍵鍵圖圖5.16 氮分子中三鍵示意圖氮分子中三鍵示意圖 鍵鍵原子軌道以原子軌道以“肩并肩肩并肩”方式重疊方式重疊。首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)57二二.分子的極性和分子的空間構(gòu)型分子的極

25、性和分子的空間構(gòu)型1.極性分子極性分子:分子中正、負(fù)電荷重心不分子中正、負(fù)電荷重心不能重合的分子則稱(chēng)為極性分子。能重合的分子則稱(chēng)為極性分子。2.2.非極性分子非極性分子: :分子中正、負(fù)電荷重心分子中正、負(fù)電荷重心重合的分子稱(chēng)為非極性分子重合的分子稱(chēng)為非極性分子. .電偶極矩電偶極矩: = ql q：正、負(fù)電荷中心所帶的電量正、負(fù)電荷中心所帶的電量， l： 正、負(fù)電荷中心正、負(fù)電荷中心距離距離極性分子極性分子: 0;非非極性分子極性分子: =0首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)58 雙原子分子：雙原子分子：同種元素同種元素的雙原子分子必然的雙原子分子必然是是非極性分子非極性分子。異

26、種元素異種元素雙原子分子必然雙原子分子必然是極性分子是極性分子。例例：N2、H2、O2是非極性分子；是非極性分子；HF、HCl、HBr、HI是極性分子是極性分子 多原子分子：多原子分子：取決于取決于鍵的極性和分子的鍵的極性和分子的空間構(gòu)型空間構(gòu)型。空間結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)空間結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)的多原子分子是非極性分子。的多原子分子是非極性分子。例：例：CH4是非極性；是非極性；NH3是極性分子是極性分子 首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)593.3.雜化軌道理論和分子空間構(gòu)型雜化軌道理論和分子空間構(gòu)型雜化軌道理論要點(diǎn)雜化軌道理論要點(diǎn): :(1(1）能級(jí)相近的原子軌道互相雜化）能級(jí)相近的原子軌道互相雜化;

27、 ;(2)(2)幾個(gè)軌道參加雜化幾個(gè)軌道參加雜化, ,形成幾個(gè)雜化軌形成幾個(gè)雜化軌道；道；(3)(3)雜化軌道成鍵能力更強(qiáng)。雜化軌道成鍵能力更強(qiáng)。首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)60雜化軌道的類(lèi)型及應(yīng)用雜化軌道的類(lèi)型及應(yīng)用1)sp雜化雜化:由由1個(gè)個(gè)s軌道和軌道和1個(gè)個(gè)p軌道混雜而成軌道混雜而成圖5.18 sp雜化軌道首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)61sp成鍵雜化軌道特征成鍵雜化軌道特征:鍵角：鍵角： 180，分子空間構(gòu)型：分子空間構(gòu)型：直線(xiàn)型。直線(xiàn)型。 典型分子：典型分子： BeCl2, HgCl2, O =C=O, HCCH等等首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下

28、一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)622)sp2雜化雜化:由由1個(gè)個(gè)s軌道和軌道和2個(gè)個(gè)p軌道混雜而成。軌道混雜而成。ClBClClC CHHHHBCl3和CH2CH2的空間構(gòu)型首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)63sp2雜化軌道成鍵特征：雜化軌道成鍵特征：鍵角：鍵角：120,分子空間構(gòu)型：分子空間構(gòu)型：平面正三角形。平面正三角形。典型分子：典型分子： BX3, AlCl3, H2C=CH2首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)643)等性等性sp3雜化雜化:由由1個(gè)個(gè)s軌道和軌道和3個(gè)個(gè)p軌道混雜而成。軌道混雜而成。附圖5.16 sp3雜化軌道HCHHH甲烷的空間構(gòu)型甲烷的空間構(gòu)型首頁(yè)首頁(yè)

29、上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)65sp3雜化軌道成鍵特征：雜化軌道成鍵特征：鍵角鍵角:10928 ，分子空間構(gòu)型分子空間構(gòu)型:正四面體。正四面體。典型分子：典型分子： C H4, CX4, SiH4, SiX4, C(金剛石金剛石), SiC等。等。首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)66NHHH.OHH. .NH3空間構(gòu)型為三角錐形空間構(gòu)型為三角錐形, H2O空間構(gòu)型為空間構(gòu)型為“V”形形4)sp3不等性雜化不等性雜化:由由1個(gè)個(gè)s軌道和軌道和3個(gè)個(gè)p軌道混雜軌道混雜而成，而成，其中其中有一個(gè)雜化軌道含有一對(duì)有一個(gè)雜化軌道含有一對(duì)孤對(duì)電子孤對(duì)電子。首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一

30、頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)671. 取向力取向力 取向力取向力分子固有電偶極之間的作用力，分子固有電偶極之間的作用力，存在于極性分子存在于極性分子之間之間。距離較遠(yuǎn)時(shí)距離較近時(shí)相互接近取向力示意圖取向力示意圖三三. 分子間相互作用力分子間相互作用力首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)682. 誘導(dǎo)力誘導(dǎo)力誘導(dǎo)力誘導(dǎo)力: :固有偶極與誘導(dǎo)偶極之間的作固有偶極與誘導(dǎo)偶極之間的作用力用力. .+-+-誘導(dǎo)力產(chǎn)生的示意圖誘導(dǎo)力產(chǎn)生的示意圖存在于極性分子與非極性分子之間存在于極性分子與非極性分子之間;極性分子與極性分子之間。極性分子與極性分子之間。首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)693.

31、 色散力色散力色散力色散力: :瞬間偶極之間的相互作用稱(chēng)為色散力。瞬間偶極之間的相互作用稱(chēng)為色散力。普遍存在于所有分子中普遍存在于所有分子中. .同類(lèi)型分子，同類(lèi)型分子，相對(duì)分子質(zhì)量越大，其色散力越大相對(duì)分子質(zhì)量越大，其色散力越大例：例： 鹵素單質(zhì)按色散力從大到?。蝴u素單質(zhì)按色散力從大到小：I2, Br2, Cl2, F2; 鹵化氫按色散力從大到?。蝴u化氫按色散力從大到?。篐I, HBr, HCl, HF首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)704. 氫鍵氫鍵氫鍵氫鍵: :電負(fù)性很大的原子電負(fù)性很大的原子X(jué)（F、O、N）與與H原子成鍵時(shí)，由于原子成鍵時(shí)，由于X吸引電子的能力吸引電子的能

32、力很強(qiáng)，使氫原子帶有較多正電荷，它與很強(qiáng)，使氫原子帶有較多正電荷，它與另一個(gè)電負(fù)性大且半徑又小的原子另一個(gè)電負(fù)性大且半徑又小的原子Y （F、O、N）形成氫鍵：形成氫鍵：XHY首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)71分子中有分子中有F FH H鍵、鍵、O OH H鍵或鍵或N NH H鍵的分子之鍵的分子之間能形成氫鍵。間能形成氫鍵。如：如： HFHF、H H2 2O O、NHNH3 3、無(wú)機(jī)含氧酸、無(wú)機(jī)含氧酸(HNO(HNO3 3、H H2 2SOSO4 4、H H3 3BOBO3 3等等) ) 、有機(jī)羧酸（、有機(jī)羧酸（COOHCOOH）、醇）、醇( (OH)OH)、胺胺(NH(NH2

33、2) )、蛋白質(zhì)等分子之間都存在氫鍵。、蛋白質(zhì)等分子之間都存在氫鍵。而而乙醛（乙醛（CHCH3 3 CHO CHO）和丙酮（）和丙酮（CHCH3 3COCOCHCH3 3）等醛、）等醛、酮、醚分子之間則不能形成氫鍵。酮、醚分子之間則不能形成氫鍵。首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)725. 分子間力和氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響分子間力和氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響熔點(diǎn)和沸點(diǎn)熔點(diǎn)和沸點(diǎn):同類(lèi)單質(zhì)和化合物的熔同類(lèi)單質(zhì)和化合物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)隨分子摩爾質(zhì)量的增加而點(diǎn)和沸點(diǎn)隨分子摩爾質(zhì)量的增加而升高。升高。含氫鍵的化合物熔點(diǎn)和沸點(diǎn)含氫鍵的化合物熔點(diǎn)和沸點(diǎn)比無(wú)氫鍵的高比無(wú)氫鍵的高. HFHF、 HClHCl、

34、HBrHBr、 HIHI沸點(diǎn)（沸點(diǎn)（。）：）：、 8585、5757、 3636因因HFHF分子分子間間存在氫鍵存在氫鍵，其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)比同類(lèi)型的氫其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)比同類(lèi)型的氫化物要高，出現(xiàn)化物要高，出現(xiàn)反常反?，F(xiàn)象?，F(xiàn)象。首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)73溶解性溶解性-相似相溶原理相似相溶原理:溶質(zhì)與溶劑之間有溶質(zhì)與溶劑之間有相似的結(jié)構(gòu)、極性等，有利于溶質(zhì)的溶解。相似的結(jié)構(gòu)、極性等，有利于溶質(zhì)的溶解。首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)74 一、晶體的基本類(lèi)型和性質(zhì)一、晶體的基本類(lèi)型和性質(zhì)1.1.離子晶體離子晶體（1 1） 晶格結(jié)點(diǎn)上的微粒晶格結(jié)點(diǎn)上的微粒正、負(fù)離子。正、

35、負(fù)離子。（2 2） 微粒間作用力微粒間作用力離子鍵。作用力離子鍵。作用力隨隨離子電荷的增多和半徑的減少而增強(qiáng)離子電荷的增多和半徑的減少而增強(qiáng)。（3 3） 晶體中不存在獨(dú)立的簡(jiǎn)單分子。例晶體中不存在獨(dú)立的簡(jiǎn)單分子。例如如NaClNaCl晶體晶體, ,表示表示NaNa+ +:Cl:Cl=1:1=1:1。 5.4 晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)75（4 4） 晶體的特性晶體的特性熔點(diǎn)高、硬度大；熔點(diǎn)高、硬度大；延展性差；延展性差；一般易溶于極性溶劑；一般易溶于極性溶劑；熔融態(tài)或水溶液均易導(dǎo)電。熔融態(tài)或水溶液均易導(dǎo)電。 在相同類(lèi)型的典型離子晶體中在相同類(lèi)型的典型離子晶體

36、中，離子的電荷越多，半徑越小，晶體離子的電荷越多，半徑越小，晶體的熔點(diǎn)越高，硬度越大。的熔點(diǎn)越高，硬度越大。首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)76例例1 1：離子晶離子晶體體正 、 負(fù) 離 子正 、 負(fù) 離 子半徑半徑正、負(fù)離子正、負(fù)離子電荷數(shù)電荷數(shù)熔點(diǎn)熔點(diǎn)硬度硬度NaFNaF2.302.301 ,1 ,1 19939932.32.3CaOCaO2.312.312 ,2 ,2 2261426144.54.5首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)77離 子離 子晶體晶體正 離 子正 離 子半徑半徑正 、 負(fù) 離 子正 、 負(fù) 離 子電荷數(shù)電荷數(shù)熔點(diǎn)熔點(diǎn)硬度硬度CaOCaO0.

37、99 0.99 2, 2, 2 226142614 4.54.5MgOMgO0.66 0.66 2, 2, 2 228522852 5.55.56.56.5例例2：首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)78在同一周期中，在同一周期中，自左而右自左而右隨著正隨著正離子電荷數(shù)的增多，離子電荷數(shù)的增多，離子半徑離子半徑逐逐漸漸減少減少, , 如，如， NaNaMgMg2 2;K;KCaCa2 2ScSc3 3, ,同一元素，隨著同一元素，隨著正離子電荷數(shù)的增多，離正離子電荷數(shù)的增多，離子半經(jīng)減少子半經(jīng)減少。 如如 Fe2+Fe2+Fe3+Fe3+在同一族中在同一族中，自上而下離子半經(jīng)逐漸增大

38、自上而下離子半經(jīng)逐漸增大。如，如，I IBrBrClClF F 離子與電荷的規(guī)律如下：離子與電荷的規(guī)律如下：首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)792.2.原子晶體原子晶體. .(1)(1)晶格結(jié)點(diǎn)上的微粒晶格結(jié)點(diǎn)上的微粒原子。原子。（2 2）微粒間作用力）微粒間作用力共價(jià)鍵共價(jià)鍵。（3 3）晶體中不存在獨(dú)立的簡(jiǎn)單分子。）晶體中不存在獨(dú)立的簡(jiǎn)單分子。例如方石英（例如方石英（SiOSiO2 2）晶體）晶體, ,表示表示Si:OSi:O=1:2=1:2。首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)80（4 4）晶體的特性）晶體的特性熔點(diǎn)高、硬度大熔點(diǎn)高、硬度大；延；延展性差；一般溶劑中

39、不溶；是電的展性差；一般溶劑中不溶；是電的絕絕緣體緣體或或半導(dǎo)體半導(dǎo)體。常見(jiàn)的原子晶體有。常見(jiàn)的原子晶體有金金剛石（剛石（C C）和可作半導(dǎo)體材料的單晶和可作半導(dǎo)體材料的單晶硅硅（SiSi）、鍺）、鍺( (GeGe) )、砷化鎵、砷化鎵( (GaAsGaAs) )、以、以及碳化硅及碳化硅( (SiCSiC) )和方石英和方石英(SiO(SiO2 2) )。首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)813.3.分子晶體分子晶體 (1)(1)晶格結(jié)點(diǎn)上的微粒晶格結(jié)點(diǎn)上的微粒極性分子或極性分子或非極性分子。非極性分子。（2 2）微粒間作用力）微粒間作用力分子間力（還分子間力（還有氫鍵）。在同類(lèi)型

40、的分子中，分有氫鍵）。在同類(lèi)型的分子中，分子間力隨分子量的增大而增大。子間力隨分子量的增大而增大。首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)82（3 3）晶體中存在獨(dú)立的簡(jiǎn)單分子。）晶體中存在獨(dú)立的簡(jiǎn)單分子。例如例如COCO2 2晶體晶體, ,表示一個(gè)分子。表示一個(gè)分子。 (4(4）晶體的特性）晶體的特性熔點(diǎn)抵、硬度小熔點(diǎn)抵、硬度小( (隨分子量的增大而增大隨分子量的增大而增大) )；延展性；延展性差；其溶解性遵循差；其溶解性遵循“相似者相溶相似者相溶”。( (有的易溶于有機(jī)溶劑有的易溶于有機(jī)溶劑) ) 首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)834 4金屬晶體金屬晶體 (1)(1)晶格結(jié)點(diǎn)上的微粒晶格結(jié)點(diǎn)上的微粒原子或正離子。原子或正離子。（2 2）微粒間作用力）微粒間作用力金屬鍵。金屬鍵。（3 3）晶體中不存在獨(dú)立的簡(jiǎn)單分子。）晶體中不存在獨(dú)立的簡(jiǎn)單分子。（4 4）晶體的特性）晶體的特性是電和熱的良導(dǎo)體，是電和熱的良導(dǎo)體，熔點(diǎn)較高、硬度較大；優(yōu)良的變形性熔點(diǎn)較高、硬度較大；優(yōu)良的變形性和金屬光澤。和金屬光澤。 首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上