無機化學(xué)與競賽(郭琦)高一

1、無機化學(xué)與奧林匹克化學(xué)無機化學(xué)與奧林匹克化學(xué)競競 賽賽江蘇第二師范學(xué)院郭 琦奧林匹克化學(xué)競賽的要求 對奧賽的認(rèn)識 參賽對象 競賽內(nèi)容 時間安排 參加全國高中學(xué)生化學(xué)競賽初賽的選手為普通高中學(xué)生，主要是高三學(xué)生，參賽學(xué)生應(yīng)品德高尚、身心健康、學(xué)有余力，對化學(xué)及相關(guān)學(xué)科有特殊興趣，各科中學(xué)課程成績優(yōu)良。選自國家化學(xué)競賽章程選自國家化學(xué)競賽章程化學(xué)競賽需要什么化學(xué)競賽需要什么一個被人們長一個被人們長期誤讀的名言期誤讀的名言 愛迪生：天才是愛迪生：天才是1%1%的靈感加上的靈感加上99% 99% 的汗水。（勤奮）的汗水。（勤奮） 但那但那1%1%的靈感是最重要的，甚至比的靈感是最重要的，甚至比那那99

2、%99%的汗水都要重要。的汗水都要重要。 問號問號是開啟任何一門科學(xué)的鑰匙。是開啟任何一門科學(xué)的鑰匙。 （巴甫洛夫）（巴甫洛夫） 科學(xué)的動力是科學(xué)的動力是好奇心好奇心（蔣錫夔）（蔣錫夔） 我們思想的發(fā)展在某種意義上常常來源于我們思想的發(fā)展在某種意義上常常來源于好奇心。好奇心。 我沒有什么特別的才能，不過喜歡我沒有什么特別的才能，不過喜歡尋根刨底尋根刨底地追究問題罷地追究問題罷了。了。 （愛因斯坦）（愛因斯坦） 科學(xué)成就是由一點一滴科學(xué)成就是由一點一滴積累積累起來的，惟有長期的積聚才能起來的，惟有長期的積聚才能由點滴匯成大海。（華羅庚）由點滴匯成大海。（華羅庚） 讀書讀書是易事，是易事，思索思索

3、是難事，但兩者缺一，便全無用處。是難事，但兩者缺一，便全無用處。 （富蘭克林）（富蘭克林）一個動機：一個動機： 對化學(xué)對化學(xué)感感興趣興趣二個方法：二個方法： 學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)方法方法和和解題解題方法方法三個基礎(chǔ)：三個基礎(chǔ)： 知識、技能、知識、技能、信心信心四個能力：四個能力： 自學(xué)自學(xué)能力、觀察能力、能力、觀察能力、 思維能力、思維能力、 想像能力想像能力國際化學(xué)奧林匹克競賽簡介國際化學(xué)奧林匹克競賽簡介國際化學(xué)奧林匹克競賽是由原捷克斯洛伐克、國際化學(xué)奧林匹克競賽是由原捷克斯洛伐克、匈牙利和波蘭三國于匈牙利和波蘭三國于1968年年8月首創(chuàng)的，每月首創(chuàng)的，每年一屆，至今已舉辦了年一屆，至今已舉辦了45屆。

4、屆。1985年在布拉迪斯拉發(fā)年在布拉迪斯拉發(fā)(捷克斯洛伐克城市捷克斯洛伐克城市譯注譯注)舉辦的第十七屆舉辦的第十七屆IChO會上，由捷克斯會上，由捷克斯洛伐克發(fā)起的六國工作小組討論在兩次會洛伐克發(fā)起的六國工作小組討論在兩次會議之間的國際化學(xué)奧林匹克競賽的問題，議之間的國際化學(xué)奧林匹克競賽的問題，并向并向IChO國際評獎團(tuán)提出提議或建議以期國際評獎團(tuán)提出提議或建議以期獲得批準(zhǔn)。在奧林匹克競賽期間評獎團(tuán)聚獲得批準(zhǔn)。在奧林匹克競賽期間評獎團(tuán)聚會，每個參賽國派兩名代表會，每個參賽國派兩名代表(代表團(tuán)的領(lǐng)隊代表團(tuán)的領(lǐng)隊)參加。參加。國際化學(xué)奧林匹克競賽的目的歸納起來有以下三條：國際化學(xué)奧林匹克競賽的目的

5、歸納起來有以下三條：第一，強調(diào)化學(xué)對于科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性，以激第一，強調(diào)化學(xué)對于科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性，以激發(fā)青少年學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和積極性。發(fā)青少年學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和積極性。第二，由于化學(xué)的重要性，使化學(xué)教育在整個教育中的地第二，由于化學(xué)的重要性，使化學(xué)教育在整個教育中的地位和作用理所當(dāng)然地得到充分肯定。國際化學(xué)奧林匹克位和作用理所當(dāng)然地得到充分肯定。國際化學(xué)奧林匹克競賽為各國代表隊提供了相互交流化學(xué)教育情況和經(jīng)驗競賽為各國代表隊提供了相互交流化學(xué)教育情況和經(jīng)驗的機會，特別是就發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)化學(xué)資優(yōu)學(xué)生的途徑和方的機會，特別是就發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)化學(xué)資優(yōu)學(xué)生的途徑和方法進(jìn)行切磋，以獲共同

6、提高。法進(jìn)行切磋，以獲共同提高。第三，國際化學(xué)奧林匹克競賽力圖使所有參賽者都獲得知第三，國際化學(xué)奧林匹克競賽力圖使所有參賽者都獲得知識、能力和素質(zhì)的全面提高。識、能力和素質(zhì)的全面提高。關(guān)于競賽的組織方式和程序關(guān)于競賽的組織方式和程序 IChO競賽題由競賽題由理論題理論題和和實驗題實驗題兩部分組兩部分組成。參賽者先做理論題。然后至少經(jīng)過一天的成。參賽者先做理論題。然后至少經(jīng)過一天的間歇，再在實驗室做實驗題。間歇，再在實驗室做實驗題。 每部分的做題時間是每部分的做題時間是45小時，評委會在小時，評委會在競賽開始時還要作出更明確的規(guī)定。競賽開始時還要作出更明確的規(guī)定。 參賽者的最后參賽者的最后名次名

7、次是由競賽的是由競賽的理論題理論題和和實實驗題驗題的得分總和來決定的。的得分總和來決定的。江蘇省代表隊共榮獲國際化學(xué)奧林匹克6金1銀的成績 2004年江蘇省啟東中學(xué)倪犇博榮獲第36屆國際化學(xué)奧林匹克競賽 金牌金牌 2007年江蘇省泰州中學(xué)張子旸榮獲第39屆國際化學(xué)奧林匹克競賽 金牌金牌 2008年南京外國語學(xué)校姜夕騫榮獲第40屆國際化學(xué)奧林匹克競賽 金牌金牌 2010年南京師范大學(xué)附屬中學(xué)王汝一榮獲第42屆國際化學(xué)奧林匹克競賽 金牌金牌 2011年江蘇省常熟中學(xué)龔宗平榮獲第43屆國際化學(xué)奧林匹克競賽 金牌金牌 2012年江蘇省啟東中學(xué)李天然榮獲第44屆國際化學(xué)奧林匹克競賽 金牌金牌 2013年

8、金陵中學(xué)吳佩堯榮獲第45屆國際化學(xué)奧林匹克競賽 銀銀牌關(guān)于全國高中學(xué)生化學(xué)競賽大綱關(guān)于全國高中學(xué)生化學(xué)競賽大綱一、全國高中學(xué)生化學(xué)競賽大綱說明一、全國高中學(xué)生化學(xué)競賽大綱說明二、初賽大綱二、初賽大綱 1. 有效數(shù)字的概念。有效數(shù)字的概念。 2. 理想氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，理想氣體狀態(tài)方程，氣體分壓定律，氣體密度，理想氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，理想氣體狀態(tài)方程，氣體分壓定律，氣體密度，氣體相對分子質(zhì)量的測定，氣體的溶解度。氣體相對分子質(zhì)量的測定，氣體的溶解度。 3. 溶液濃度與固體溶解度及其計算。溶液濃度與固體溶解度及其計算。 4. 容量分析的基本概念容量分析的基本概念 被測物、標(biāo)準(zhǔn)溶液、指示劑、滴定反應(yīng)等。被測物

9、、標(biāo)準(zhǔn)溶液、指示劑、滴定反應(yīng)等。5. 原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu) 核外電子的運動狀態(tài)：用核外電子的運動狀態(tài)：用s、p、d等表示基態(tài)構(gòu)型（包括等表示基態(tài)構(gòu)型（包括中性原子、正離子和負(fù)離子）核外電子排布。電離能、電子親核能、中性原子、正離子和負(fù)離子）核外電子排布。電離能、電子親核能、電負(fù)性。電負(fù)性。6. 元素周期律與元素周期系元素周期律與元素周期系 周期。周期。118族。主族與副族。過渡元素。族。主族與副族。過渡元素。主、副族同族元素從上到下性質(zhì)變化一般規(guī)律；同周期元素從左到主、副族同族元素從上到下性質(zhì)變化一般規(guī)律；同周期元素從左到右性質(zhì)變化一般規(guī)律。原子半徑和離子半徑。右性質(zhì)變化一般規(guī)律。原子半徑和離子半

10、徑。s、p、d、ds、f區(qū)元區(qū)元素的基本化學(xué)性質(zhì)和原子的電子構(gòu)型。元素在周期表中的位置與核素的基本化學(xué)性質(zhì)和原子的電子構(gòu)型。元素在周期表中的位置與核外電子結(jié)構(gòu)（電子層數(shù)、價電子層與價電子數(shù)）的關(guān)系。最高氧化外電子結(jié)構(gòu)（電子層數(shù)、價電子層與價電子數(shù)）的關(guān)系。最高氧化態(tài)與族序數(shù)的關(guān)系。對角線規(guī)則。金屬與非金屬態(tài)與族序數(shù)的關(guān)系。對角線規(guī)則。金屬與非金屬 在周期表中的位置。半金屬（類金屬）。主、副族的重要而常在周期表中的位置。半金屬（類金屬）。主、副族的重要而常見元素的名稱、符號及在周期表中的位置、常見氧化態(tài)及其主見元素的名稱、符號及在周期表中的位置、常見氧化態(tài)及其主要形體。鉑系元素的概念。要形體。鉑

11、系元素的概念。7. 分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu) 路易斯結(jié)構(gòu)式。價層電子對互斥模型。雜化軌道理路易斯結(jié)構(gòu)式。價層電子對互斥模型。雜化軌道理論對簡單分子（包括離子）幾何構(gòu)型的解釋。共價鍵。鍵長、論對簡單分子（包括離子）幾何構(gòu)型的解釋。共價鍵。鍵長、鍵角、鍵能。鍵角、鍵能。鍵和鍵和鍵。離域鍵。離域鍵。共軛（離域）體系的一般鍵。共軛（離域）體系的一般性質(zhì)。等電子體的一般概念。鍵的極性和分子的極性。等電子性質(zhì)。等電子體的一般概念。鍵的極性和分子的極性。等電子體的一般概念。鍵的極性和分子的極性。相似相溶規(guī)律。對稱體的一般概念。鍵的極性和分子的極性。相似相溶規(guī)律。對稱性基礎(chǔ)（限旋轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)軸、反映和鏡面、反演和對稱中心

12、）性基礎(chǔ)（限旋轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)軸、反映和鏡面、反演和對稱中心）8. 配合物配合物 路易斯酸堿。配位鍵。重要而常見的配合物的中心離路易斯酸堿。配位鍵。重要而常見的配合物的中心離子（原子）和重要而常見的配體（水、羥離子、鹵離子、擬鹵子（原子）和重要而常見的配體（水、羥離子、鹵離子、擬鹵離子、氨、酸根離子、不飽和烴等）。螯合物和螯合效應(yīng)。重離子、氨、酸根離子、不飽和烴等）。螯合物和螯合效應(yīng)。重要而常見的配合反應(yīng)。配合反應(yīng)與酸堿反應(yīng)、沉淀反應(yīng)、氧化要而常見的配合反應(yīng)。配合反應(yīng)與酸堿反應(yīng)、沉淀反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)的關(guān)系（定性說明）。配合物幾何構(gòu)型和異構(gòu)現(xiàn)象的還原反應(yīng)的關(guān)系（定性說明）。配合物幾何構(gòu)型和異構(gòu)現(xiàn)象的基

13、本概念和基本事實。配合物的雜化軌道理論。用雜化軌道理基本概念和基本事實。配合物的雜化軌道理論。用雜化軌道理論說明配合物的磁性和穩(wěn)定性。用八面體配合物的晶體場理論論說明配合物的磁性和穩(wěn)定性。用八面體配合物的晶體場理論說明說明Ti(OH)63+的顏色。軟硬酸堿的基本概念和重要的軟酸軟堿的顏色。軟硬酸堿的基本概念和重要的軟酸軟堿和硬酸硬堿。和硬酸硬堿。9. 分子間作用力分子間作用力 范得華力、氫鍵以及其他分子間作用力的范得華力、氫鍵以及其他分子間作用力的 能量及與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。能量及與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。10. 晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu) 分子晶體、原子晶體、離子晶體和金屬晶體。分子晶體、原子晶體、離子晶體和金

14、屬晶體。晶胞（定義、晶胞參數(shù)和原子坐標(biāo)）以及以晶胞為基礎(chǔ)的晶胞（定義、晶胞參數(shù)和原子坐標(biāo)）以及以晶胞為基礎(chǔ)的計算。點陣（晶格）能。配位數(shù)。晶體的堆積與填隙模型。計算。點陣（晶格）能。配位數(shù)。晶體的堆積與填隙模型。常見的晶體結(jié)構(gòu)類型：常見的晶體結(jié)構(gòu)類型：NaCl 、 CsCl 、閃鋅礦、閃鋅礦 (ZnS)、螢石（螢石（CaF2）、金剛石、石墨、硒、冰、干冰、金紅石、）、金剛石、石墨、硒、冰、干冰、金紅石、二氧化硅、鈣鈦礦、鉀、鎂、銅等。二氧化硅、鈣鈦礦、鉀、鎂、銅等。11. 化學(xué)平衡化學(xué)平衡 化學(xué)平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率。弱酸弱堿的電離常化學(xué)平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率。弱酸弱堿的電離常數(shù)。溶度積。利用平衡常數(shù)的計

15、算。熵（混亂度）的初步數(shù)。溶度積。利用平衡常數(shù)的計算。熵（混亂度）的初步概念及與自發(fā)反應(yīng)方向的關(guān)系。概念及與自發(fā)反應(yīng)方向的關(guān)系。12. 離子方程的正確書寫。離子方程的正確書寫。13.電化學(xué)電化學(xué) 氧化態(tài)。氧化還原的基本概念和反應(yīng)式的書氧化態(tài)。氧化還原的基本概念和反應(yīng)式的書寫與配平。原電池。電池符號、電極反應(yīng)、原電池符寫與配平。原電池。電池符號、電極反應(yīng)、原電池符號、原電池反應(yīng)。標(biāo)準(zhǔn)電極電勢。用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢判號、原電池反應(yīng)。標(biāo)準(zhǔn)電極電勢。用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢判斷反應(yīng)方向及氧化劑與還原劑的強弱。電解池的電極斷反應(yīng)方向及氧化劑與還原劑的強弱。電解池的電極符號與電極反應(yīng)。電解與電鍍。電化學(xué)腐蝕。常見化符號與

16、電極反應(yīng)。電解與電鍍。電化學(xué)腐蝕。常見化學(xué)電源。學(xué)電源。pH、絡(luò)合劑、沉淀劑對氧化還原反應(yīng)影響的、絡(luò)合劑、沉淀劑對氧化還原反應(yīng)影響的說明。說明。14.元素化學(xué)元素化學(xué) 鹵素、氧、硫、氮、磷、碳、硅、錫、鉛、鹵素、氧、硫、氮、磷、碳、硅、錫、鉛、硼、鋁。堿金屬、堿土金屬、稀有氣體。鈦、釩、鉻、硼、鋁。堿金屬、堿土金屬、稀有氣體。鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、銀、金、鋅、汞、鉬鎢、過渡錳、鐵、鈷、鎳、銅、銀、金、鋅、汞、鉬鎢、過渡元素氧化態(tài)。氧化物和氫氧化物的酸堿性和兩性。常元素氧化態(tài)。氧化物和氫氧化物的酸堿性和兩性。常見難溶物。氫化物的基本分類和主要性質(zhì)。常見無機見難溶物。氫化物的基本分類和主

17、要性質(zhì)。常見無機酸堿的基本性質(zhì)。水溶液中的常見離子的顏色、化學(xué)酸堿的基本性質(zhì)。水溶液中的常見離子的顏色、化學(xué)性質(zhì)、定性檢出（不包括特殊試劑）和一般分離方法。性質(zhì)、定性檢出（不包括特殊試劑）和一般分離方法。制備單質(zhì)的一般方法。制備單質(zhì)的一般方法。15. 有機化合物的基本類型與基本特征。有機化合物的基本類型與基本特征。 16. 高分子的基本概念高分子的基本概念(單體、聚合、縮聚解聚、混聚等，不單體、聚合、縮聚解聚、混聚等，不要求聚合反應(yīng)機理要求聚合反應(yīng)機理)。關(guān)于化學(xué)競賽選手關(guān)于化學(xué)競賽選手一、參賽學(xué)生應(yīng)具備的條件一、參賽學(xué)生應(yīng)具備的條件1. 對化學(xué)課具有濃厚的對化學(xué)課具有濃厚的興趣興趣 2. 各

18、科應(yīng)全面發(fā)展各科應(yīng)全面發(fā)展3. 頭腦靈活，善頭腦靈活，善“詭辨詭辨” 4. 勇于探索、大膽創(chuàng)新勇于探索、大膽創(chuàng)新5. 刻苦鉆研、持之以恒刻苦鉆研、持之以恒二、參賽學(xué)生的培養(yǎng)二、參賽學(xué)生的培養(yǎng)1. 自學(xué)能力的培養(yǎng)自學(xué)能力的培養(yǎng) 自學(xué)能力包括閱讀、查資料、熟練地使用各種工具書的自學(xué)能力包括閱讀、查資料、熟練地使用各種工具書的能力。在教學(xué)中，為了培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，課本上一看就能力。在教學(xué)中，為了培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，課本上一看就懂的內(nèi)容可以有意不講，引導(dǎo)學(xué)生自己看書，讓學(xué)生主動自懂的內(nèi)容可以有意不講，引導(dǎo)學(xué)生自己看書，讓學(xué)生主動自學(xué)，以達(dá)到逐步培養(yǎng)自學(xué)能力的目的。學(xué)，以達(dá)到逐步培養(yǎng)自學(xué)能力的目的。2

19、. 學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)3. 實驗技能的培養(yǎng)實驗技能的培養(yǎng)時間安排時間安排內(nèi)容：高一年級在高中教材的基礎(chǔ)上，按大學(xué)一年級無機化內(nèi)容：高一年級在高中教材的基礎(chǔ)上，按大學(xué)一年級無機化學(xué)教材的逐章學(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、元素周期系、電學(xué)教材的逐章學(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、元素周期系、電解質(zhì)溶液的理論、稀溶液通性、化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)、化學(xué)反解質(zhì)溶液的理論、稀溶液通性、化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡、氧化還原反應(yīng)和電化學(xué)鹵素、氧族、應(yīng)速率和化學(xué)平衡、氧化還原反應(yīng)和電化學(xué)鹵素、氧族、氮族、堿金屬、堿土金屬、銅、鋅、過渡元素等等。有機氮族、堿金屬、堿土金屬、銅、鋅、過渡元素等等。有機化學(xué)中的烴和烴

20、的衍生物為主線，注意各主要有機反應(yīng)的化學(xué)中的烴和烴的衍生物為主線，注意各主要有機反應(yīng)的歷程和重要的分子重排反應(yīng)。歷程和重要的分子重排反應(yīng)。無機、有機在不同時段均配合無機、有機在不同時段均配合難度適宜難度適宜練習(xí)的題目，注意練習(xí)的題目，注意培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。高二年級：在無機、有機化學(xué)的基礎(chǔ)上，開始學(xué)習(xí)分析化學(xué)、高二年級：在無機、有機化學(xué)的基礎(chǔ)上，開始學(xué)習(xí)分析化學(xué)、物理化學(xué)和結(jié)構(gòu)化學(xué)。物理化學(xué)和結(jié)構(gòu)化學(xué)。學(xué)習(xí)方法：以學(xué)生自學(xué)教材教本為主，教師精講為輔，并配學(xué)習(xí)方法：以學(xué)生自學(xué)教材教本為主，教師精講為輔，并配合一定量習(xí)題進(jìn)行練習(xí)和鞏固。合一定量習(xí)題進(jìn)行練習(xí)和鞏固。 學(xué)習(xí)無機化學(xué)

21、與學(xué)習(xí)其他化學(xué)學(xué)科一樣，既要依據(jù)本學(xué)科的特點，又要結(jié)合自己的實際。仔細(xì)分析化學(xué)學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)，可以認(rèn)為它們分屬于三個方面，即：“前因”、“后果”和“來龍去脈”。物質(zhì)的性質(zhì)，實驗事實就是“后果”，對這些實驗事實的分析、說明，也即化學(xué)中的各種理論、原理就是“前因”（原因）；而“來龍去脈”講的是“過程”，這里“過程”，就是化學(xué)中的研究方法。 摘自朱文祥中級無機化學(xué) 因此：第一，要重視因此：第一，要重視化學(xué)理論化學(xué)理論的學(xué)習(xí)。的學(xué)習(xí)?！耙欢咽^，一堆石頭，不成其為建筑，一堆事實不成其為科學(xué)不成其為建筑，一堆事實不成其為科學(xué)”。無機化學(xué)。無機化學(xué)也像其他化學(xué)分支一樣，有它自己的理論體系。要力也像其他化學(xué)

22、分支一樣，有它自己的理論體系。要力求用現(xiàn)代理論化學(xué)的原理，方法作指導(dǎo)，分析、說明求用現(xiàn)代理論化學(xué)的原理，方法作指導(dǎo)，分析、說明和歸納無機化學(xué)的實驗事實。將大量和歸納無機化學(xué)的實驗事實。將大量貌似雜亂無章的貌似雜亂無章的知識系統(tǒng)化、條理化和理論化知識系統(tǒng)化、條理化和理論化。只有這樣，才能舉一。只有這樣，才能舉一反三，收到事半功倍的效果。反三，收到事半功倍的效果。 第二，由于無機化學(xué)內(nèi)容多，涉獵的范圍廣，而且第二，由于無機化學(xué)內(nèi)容多，涉獵的范圍廣，而且描述性的內(nèi)容描述性的內(nèi)容占的比重較大，畢竟無機化學(xué)不同于物占的比重較大，畢竟無機化學(xué)不同于物理化學(xué)和結(jié)構(gòu)化學(xué)，它有大量的實驗事實需要你們了理化學(xué)和結(jié)

23、構(gòu)化學(xué)，它有大量的實驗事實需要你們了解和掌握，而這些實驗事實，目前還無法用一個公式解和掌握，而這些實驗事實，目前還無法用一個公式或定理推演出來，如各種元素在地殼中存在的形式，或定理推演出來，如各種元素在地殼中存在的形式，它們在周期表中的位置，各種元素和化合物的一些特它們在周期表中的位置，各種元素和化合物的一些特殊結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、反應(yīng)和一些重要的應(yīng)用等，還需要有殊結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、反應(yīng)和一些重要的應(yīng)用等，還需要有適當(dāng)?shù)赜洃涍m當(dāng)?shù)赜洃?，不過這種記憶，不過這種記憶不應(yīng)該是死記硬背不應(yīng)該是死記硬背，而應(yīng)而應(yīng)該是理論指導(dǎo)下的記憶。該是理論指導(dǎo)下的記憶。 第三，無機化學(xué)是研究無機物的化學(xué)，顯然，學(xué)習(xí)第三，無機化學(xué)是

24、研究無機物的化學(xué)，顯然，學(xué)習(xí)無機化學(xué)不能離開化學(xué)實驗。無機化學(xué)不能離開化學(xué)實驗。無機化學(xué)簡介無機化學(xué)簡介無機化學(xué)無機化學(xué) 無機化學(xué)的研究對象：？ 以元素周期系和近代化學(xué)理論為基礎(chǔ)，研究元素的單質(zhì)及其化合物（碳?xì)浠衔锛捌溲苌锍猓┑慕M成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和反應(yīng)的一門學(xué)科?，F(xiàn)代無機化學(xué)的發(fā)展 現(xiàn)代無機化學(xué)發(fā)展階段的特點：(1) (1) 從宏觀到微觀從宏觀到微觀1919世紀(jì)末，隨著物理學(xué)科新技術(shù)的采用，世紀(jì)末，隨著物理學(xué)科新技術(shù)的采用，化學(xué)的研究開始進(jìn)入了微觀世界，盧瑟福（化學(xué)的研究開始進(jìn)入了微觀世界，盧瑟福（RutherfordRutherford）提出）提出了含核的原子模型，玻爾（了含核的原子模型

25、，玻爾（RohrRohr）提出了量子化原子模型，揭）提出了量子化原子模型，揭示了原子內(nèi)部的構(gòu)造奧秘，認(rèn)識了物質(zhì)的無限可分性。示了原子內(nèi)部的構(gòu)造奧秘，認(rèn)識了物質(zhì)的無限可分性。2020世紀(jì)世紀(jì)3030年代初，建立了在量子力學(xué)基礎(chǔ)上的現(xiàn)代化學(xué)鍵理論年代初，建立了在量子力學(xué)基礎(chǔ)上的現(xiàn)代化學(xué)鍵理論(2) (2) 從定性描述向定量化發(fā)展從定性描述向定量化發(fā)展隨著分析儀器精密度的提高，特別是近30年來電子顯微鏡和電子計算機的使用，使化學(xué)分析手段更加準(zhǔn)確、快速。(3) (3) 既分化又綜合，出現(xiàn)許多交叉和邊緣學(xué)科既分化又綜合，出現(xiàn)許多交叉和邊緣學(xué)科如無機化學(xué)如無機化學(xué)與有機化學(xué)的結(jié)合形成了有機金屬化學(xué)、與生物

26、學(xué)結(jié)合形成與有機化學(xué)的結(jié)合形成了有機金屬化學(xué)、與生物學(xué)結(jié)合形成了生物無機化學(xué)、與固體物理結(jié)合形成了無機固體化學(xué)，此了生物無機化學(xué)、與固體物理結(jié)合形成了無機固體化學(xué)，此外還有物理無機化學(xué)、無機高分子化學(xué)、地球化學(xué)等等。外還有物理無機化學(xué)、無機高分子化學(xué)、地球化學(xué)等等。 “無機化學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容根據(jù)知識的聯(lián)系和遞進(jìn)關(guān)系主要分為三個模塊： 物質(zhì)結(jié)構(gòu)物質(zhì)結(jié)構(gòu)模塊： 原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)、配合物 基礎(chǔ)理論和基本原理基礎(chǔ)理論和基本原理模塊： 化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)和四大化學(xué)平衡 元素元素化學(xué)模塊：金屬和非金屬 學(xué)習(xí)難點：學(xué)習(xí)難點： 物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素化學(xué)部分，主要包括原子、分子、晶體、配合物結(jié)構(gòu)和元

27、素及其化合物性質(zhì)。 解決的主要方法：解決的主要方法： 以化學(xué)熱力學(xué)為突破口，運用熱力學(xué)、動力學(xué)的一些結(jié)論，從能量角度出發(fā)，解決化學(xué)平衡問題。 主要參考書目主要參考書目：1.無機化學(xué)（上、下），無機化學(xué)（上、下），第三、四版北京師范大學(xué)等編，第三、四版北京師范大學(xué)等編， 高教出版社，高教出版社，2002年年2.無機化學(xué)（上、下），武漢大學(xué)、吉林大學(xué)等校無機化學(xué)（上、下），武漢大學(xué)、吉林大學(xué)等校編，編， 高教出版社，第三版。高教出版社，第三版。3.無機化學(xué)無機化學(xué) 張祖德張祖德 中國科技大學(xué)出版社中國科技大學(xué)出版社 20084.普通化學(xué)原理普通化學(xué)原理 (第三版第三版)，華彤文等，北京大學(xué)出版社，

28、華彤文等，北京大學(xué)出版社 2001年年5.無機化學(xué)無機化學(xué) (第四版第四版)，大連理工大學(xué)，高教出版社，大連理工大學(xué)，高教出版社，2000年年6.大學(xué)普通化學(xué)，傅鷹編，大學(xué)普通化學(xué)，傅鷹編，人民教育出版社人民教育出版社7.大學(xué)化學(xué)，大學(xué)化學(xué)，傅獻(xiàn)彩編傅獻(xiàn)彩編 輔導(dǎo)練習(xí)輔導(dǎo)練習(xí) 1.1.無機化學(xué)例題與習(xí)題，第無機化學(xué)例題與習(xí)題，第3 3版版 徐家寧、井淑波，史天華、宋天佑編，徐家寧、井淑波，史天華、宋天佑編， 高教出版社高教出版社 20112011 2.2.無機化學(xué)習(xí)題精解，竺際舜主編，無機化學(xué)習(xí)題精解，竺際舜主編， 科學(xué)出版社科學(xué)出版社 3.3.無機化學(xué)釋疑與習(xí)題解析，遲玉蘭、于無機化學(xué)釋疑與

29、習(xí)題解析，遲玉蘭、于永鮮、牟文生、孟長功編，永鮮、牟文生、孟長功編， 高教出版社高教出版社江蘇化學(xué)網(wǎng)江蘇化學(xué)網(wǎng)主辦單位：江蘇省化學(xué)化工學(xué)會主辦單位：江蘇省化學(xué)化工學(xué)會承辦單位：江蘇蘇化會信息廣告有限公司承辦單位：江蘇蘇化會信息廣告有限公司經(jīng)過多年的建設(shè)與發(fā)展，現(xiàn)在已形成了有高經(jīng)過多年的建設(shè)與發(fā)展，現(xiàn)在已形成了有高考題庫和競賽題庫。考題庫和競賽題庫。量身定做量身定做其他還介紹：高考和競賽的精神政策法規(guī)，其他還介紹：高考和競賽的精神政策法規(guī)，競賽新聞，解題思路方法，資料介紹，名師競賽新聞，解題思路方法，資料介紹，名師名校專家介紹，趣味化學(xué)等。名校專家介紹，趣味化學(xué)等。 第一篇物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)第一篇物質(zhì)

30、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 第1章 原子結(jié)構(gòu)與元素周期系 第2章分子結(jié)構(gòu) 第3章晶體結(jié)構(gòu) 第4章配合物原原 子子 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 微觀粒子的運動特征微觀粒子的運動特征 -波粒二象性波粒二象性宏觀物體與微觀粒子運動特征之比較：宏觀物體與微觀粒子運動特征之比較： 宏觀物體同時具有確定的坐標(biāo)和動量，可用牛宏觀物體同時具有確定的坐標(biāo)和動量，可用牛頓力學(xué)描述，而微觀粒子沒有同時確定的坐標(biāo)頓力學(xué)描述，而微觀粒子沒有同時確定的坐標(biāo)和動量，需用量子力學(xué)描述；和動量，需用量子力學(xué)描述； 宏觀物體有連續(xù)可測的運動軌跡，可追蹤各個宏觀物體有連續(xù)可測的運動軌跡，可追蹤各個物體的運動軌跡加以分辨，微觀粒子具有概率物體的運動軌跡加以分辨，微觀

31、粒子具有概率分布的特性，不可能分辨出各個粒子的軌跡；分布的特性，不可能分辨出各個粒子的軌跡； 宏觀物體可處于任意的能量狀態(tài)，體系的能量可宏觀物體可處于任意的能量狀態(tài)，體系的能量可以為任意的連續(xù)變化的數(shù)值，微觀粒子只能處于以為任意的連續(xù)變化的數(shù)值，微觀粒子只能處于某些確定的能量狀態(tài)，能量的改變不能取任意的某些確定的能量狀態(tài)，能量的改變不能取任意的連續(xù)變化的數(shù)值，只能是分立的，即量子化的；連續(xù)變化的數(shù)值，只能是分立的，即量子化的； 直徑處于納米量級的粒子，如納米材料，常常出直徑處于納米量級的粒子，如納米材料，常常出現(xiàn)既不同于宏觀物體，又不同于實物微粒的特性，現(xiàn)既不同于宏觀物體，又不同于實物微粒的特

32、性，稱之為介觀粒子。稱之為介觀粒子。微觀粒子波的物理意義與機械波（水波、聲波）微觀粒子波的物理意義與機械波（水波、聲波）和電磁波等不同。機械波是介質(zhì)質(zhì)點的振動，電和電磁波等不同。機械波是介質(zhì)質(zhì)點的振動，電磁波是電場和磁場的振動在空間傳播的波，而實磁波是電場和磁場的振動在空間傳播的波，而實物微粒波的本質(zhì)正有待闡明。物微粒波的本質(zhì)正有待闡明。微觀粒子的波動性是和微觀粒子行為的統(tǒng)計性聯(lián)微觀粒子的波動性是和微觀粒子行為的統(tǒng)計性聯(lián)系在一起的。系在一起的。微觀粒子波的強度反映微觀粒子出現(xiàn)概率的大小，微觀粒子波的強度反映微觀粒子出現(xiàn)概率的大小，故稱概率波。故稱概率波。 為了證實電子、中子等微粒具有波動性而設(shè)

33、計的為了證實電子、中子等微粒具有波動性而設(shè)計的電子衍射、中子衍射實驗，后來發(fā)展為測定晶態(tài)、電子衍射、中子衍射實驗，后來發(fā)展為測定晶態(tài)、非晶態(tài)等物質(zhì)的有力工具，成為非晶態(tài)等物質(zhì)的有力工具，成為X射線衍射實驗射線衍射實驗的補充。的補充。電子顯微技術(shù)電子顯微技術(shù)透射電子透射電子顯微鏡（透射電子透射電子顯微鏡（TEM） 掃描透射顯微鏡（掃描透射顯微鏡（STEM） 電子衍射（電子衍射分析）電子衍射（電子衍射分析）二次電子掃描電子顯微鏡（二次電子掃描電子顯微鏡（SEM） 微粒波動性能否被觀察到與這一微粒的波微粒波動性能否被觀察到與這一微粒的波長及微粒直徑的相對大小有關(guān)。長及微粒直徑的相對大小有關(guān)。 若若d

34、e Broglie波長波長微粒直徑，則波動性顯微粒直徑，則波動性顯著，可被觀察。著，可被觀察。 若若de Broglie波長波長微粒直徑，則波動性微粒直徑，則波動性不顯著，不能被觀察。不顯著，不能被觀察。 微觀粒子的狀態(tài)用波函數(shù)微觀粒子的狀態(tài)用波函數(shù) (x,y,z)來表示。來表示。),(),()(22222222zyxEzyxVzyxm對于原子來說，對于原子來說，核外核外電子的運動狀態(tài)用波函數(shù)電子的運動狀態(tài)用波函數(shù) 描述描述，稱之為稱之為原子軌道。原子軌道。 表示空間某點電子出現(xiàn)的概率密度，即單位表示空間某點電子出現(xiàn)的概率密度，即單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的概率體積內(nèi)電子出現(xiàn)的概率-電子云。電子云。2

35、波函數(shù)和原子軌道波函數(shù)和原子軌道 波函數(shù)在量子力學(xué)中起了核心作用，展示出原子和波函數(shù)在量子力學(xué)中起了核心作用，展示出原子和分子中電子的運動狀態(tài)，是探討化學(xué)鍵理論的重要分子中電子的運動狀態(tài)，是探討化學(xué)鍵理論的重要基礎(chǔ)?；A(chǔ)。 按照實物粒子波的本性和測不準(zhǔn)原理的幾率概念，按照實物粒子波的本性和測不準(zhǔn)原理的幾率概念，物理學(xué)家玻恩物理學(xué)家玻恩M.BornM.Born 假定粒子的波函數(shù)已不再是假定粒子的波函數(shù)已不再是振幅的函數(shù)，取代它的是粒子出現(xiàn)的幾率振幅的函數(shù)，取代它的是粒子出現(xiàn)的幾率( (概率），概率），當(dāng)這個波函數(shù)的絕對值越大，粒子出現(xiàn)的幾率當(dāng)這個波函數(shù)的絕對值越大，粒子出現(xiàn)的幾率( (概率概率）

36、也就越大。）也就越大。 一定的波函數(shù)表示電子的一種運動狀態(tài)，一定的波函數(shù)表示電子的一種運動狀態(tài)， 狀態(tài)狀態(tài)軌道。軌道。 波函數(shù)叫做原子軌道，波函數(shù)叫做原子軌道， 即波函數(shù)與原子軌道是同義詞即波函數(shù)與原子軌道是同義詞。 角度部分的圖形角度部分的圖形 電子云界面圖 電子云圖 原子軌道的形狀 原子軌道輪廓圖： 將的大小和正負(fù)的輪廓圖像在直角坐標(biāo)中表達(dá)出來，反應(yīng)在空間的分布情況。 原子軌道界面圖： 為了了解電子分布的概率，取一個等密度面，使在面內(nèi)出現(xiàn)的概率達(dá)到總概率的一定百分?jǐn)?shù)，如50%，90%等，這種面稱為界面。界面圖實際上表示了原子在不同狀態(tài)時的大小和形狀。對于原子軌道的描述： 蘇教版：量子力學(xué)描

37、述電子在原子核外空間運動的主要區(qū)域。 人教版：為了描述電子云的形狀，通常制作電子云的輪廓圖，人們將這種電子云輪廓圖稱為原子軌道。 魯科版：原子中單個電子空間運動的狀態(tài)函數(shù)。 在解原子體系的Schrdinger方程的過程中，引入了三個量子數(shù)n,l,m，即波函數(shù)由n,l,m決定，取值分別為： n=1, 2, 3, 4 , 電子層:K L M N l=0, 1, 2, 3, n-1, n個值 亞層 : s, p, d, f m=0, 1, 2, 3 l (2l+1) 一、量子數(shù)的取值和原子軌道的符號主量子數(shù)n： 電子層 n=1, 2, 3, 4 K L M N角量子數(shù)l： 亞層 l=0, 1, 2,

38、 3,.n-1 n個值, s, p, d, f.磁量子數(shù)m： m=0, 1, 2, 3. l (2l+1) 自旋量子數(shù)ms： 21smmlln , 1 n,l,m一確定，電子的運動狀態(tài)就確定，或者說原子軌道就確定。n=1, l=0，m=0 即 1s態(tài) 或 1s軌道 n=2, l=0，m=0 即 2s態(tài) 或 2s軌道 n=2, l=1，m=0，1 即 2p態(tài) 或 2p軌道 （2px,2py,2pz）n=3, l=0，m=0 即 3s態(tài) 或 2s軌道 n=3, l=1，m=0，1 即 3p態(tài) 或 3p軌道 （3px,3py,3pz）n=3, l=2，m=0，1， 2 即 3d態(tài) 或 3d軌道 （

39、3dxy,3dxz,3dyz,3dz2,3dx2-y2 ） mlln , 1 1s 2s 2p(px,py,pz) 3s 3p(px,py,pz) 3d( dxy,dxz,dyz,dz2,dx2-y2) 4s 4p(px,py,pz) 4d( dxy,dxz,dyz, dz2,dx2-y2) 4f n, l, m 一定一定, 軌道也確定軌道也確定 0 1 2 3軌道軌道 s p d f例如例如: n =2, l =0, m =0, 2s n =3, l =1, m =0, 3pz n =3, l =2, m =0, 3dz2核外電子運動核外電子運動軌道運動軌道運動自旋運動自旋運動 ms 與一套

40、量子數(shù)相對應(yīng)（自然也有與一套量子數(shù)相對應(yīng)（自然也有1個能量個能量Ei)n lm 例：寫出下列各組量子數(shù)表示的原子軌道的符號（魯科） ： (A) n=2,l=1 (B) n=4,l=0 (C) n=5,l=2例:下列各組量子數(shù)中,哪些是合理的?（魯科） (A) n=2,l=1,m=0 (B) n=2,l=2,m=-1 (C) n=3,l=0,m=0 (D) n=4,l=1,m=1 (E) n=2,l=0,m=-1 (F) n=4,l=3,m=4 mlln , 1例:下列幾組量子數(shù)能夠同時存在的是（魯科） (A) 3，2，2，-1/2 (B) 3，0，-1，+1/2 (C) 2，2，2，2 (D)

41、 1，0，0，0例:如果一個電子在3d軌道中,這個電子的量子數(shù)n、l、m可能有哪些取值? （魯科）例:下列能級符號正確的是（人教p13） (A)6s (B)2d (C)3f (D)7p例:下列各能層中不包含 p能級的是（人教p13） (A) N (B) M (C)L (D)K 例:下列能級中軌道數(shù)為3的是（人教p13） (A) s (B) p (C) d (D) f二、原子軌道能量高低比較 單電子原子 氫原子及類氫離子中電子的能量公式： 單電子體系中主量子數(shù)n決定體系的能量， n越大電子離核平均距離越遠(yuǎn)，能量越高。 H原子: E1s E2s = E2p E3s = E3p =E3d )(13.

42、6 22eVnZEn多電子原子中的每一個電子不但自身受其它電子的多電子原子中的每一個電子不但自身受其它電子的屏蔽，而且也對其它電子起屏蔽作用。電子離核的屏蔽，而且也對其它電子起屏蔽作用。電子離核的平均距離越大，它被其它電子屏蔽的越好，而它對平均距離越大，它被其它電子屏蔽的越好，而它對其它電子的越差。其它電子的越差。n越大，越大，r越大，感受到的越大，感受到的Z*越小，能量越高。越小，能量越高。l相同時，相同時， n越大，能量越高越大，能量越高: E1sE2sE3sE4s E2pE3pE4p例：比較下列多電子原子的原子軌道的能量高低（蘇教p12） (1)1s 3d (2)3s 3p 3d (3)

43、2p 3p 4p例：將下列多電子原子的原子軌道按軌道能量由高到低的順序排列（蘇教p12） 1s 4p 2s 3s 5f 4sH原子: E4s E3dK原子: E4s E3d例：E代表能量，分別將下列軌道按能量由低到高的順序排列（魯科p26） （1） E3s E 2s E 4s E 1s （2） E 3s E 3d E 3p E 4s 單電子原子中，原子軌道能量僅由單電子原子中，原子軌道能量僅由n決定；決定； 多電子原子中，原子軌道能量由多電子原子中，原子軌道能量由n和和l決定：決定： n和和l相同的軌道，能量相同；相同的軌道，能量相同； n相同，相同，l不同的軌道，不同的軌道， l越大，能量越

44、高；越大，能量越高； n不同，不同，l相同的軌道，相同的軌道， n越大，能量越高越大，能量越高 對對n和和l都不同的軌道，能級高低可根據(jù)屏都不同的軌道，能級高低可根據(jù)屏蔽效應(yīng)和鉆穿效應(yīng)來估計，但不能準(zhǔn)確判斷。蔽效應(yīng)和鉆穿效應(yīng)來估計，但不能準(zhǔn)確判斷。 各種軌道能級高低的順序不是固定不變的，隨著原各種軌道能級高低的順序不是固定不變的，隨著原子序數(shù)的改變和電子填充的情況不同而有所變化。子序數(shù)的改變和電子填充的情況不同而有所變化。三、原子核外電子排布洪特洪特(Hund)規(guī)則規(guī)則堡里堡里(Pauli)不相容原理不相容原理能量最低原理能量最低原理核核外外電電子子層層結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的原原則則能量最低原理能量最低

45、原理 多電子原子在基態(tài)時，多電子原子在基態(tài)時，核外電子總是盡可能核外電子總是盡可能分布到能量最低的軌分布到能量最低的軌道，這稱為道，這稱為能量最低能量最低原理原理 電子先填最外層的電子先填最外層的ns，后，后填次外層的填次外層的(n-1)d，甚至，甚至填入倒數(shù)第三層的填入倒數(shù)第三層的(n-2)f的規(guī)律叫做的規(guī)律叫做“能級交錯能級交錯”。 請注意：能級交錯現(xiàn)請注意：能級交錯現(xiàn)象是電子隨核電荷遞象是電子隨核電荷遞增填充電子次序上的增填充電子次序上的交錯交錯,并不意味著先填并不意味著先填能級的能量一定比后能級的能量一定比后填能級的能量低。填能級的能量低。顯示顯示隱藏1s1s2s2s2p2p3s3s3

46、p3p3d3d4s4s4p4p4d4d4f4f5s5s5p5p5d5d5f5f5g5g6s6s6p6p6d6d7s7s構(gòu)造原理1 1s s2 2s s2 2p p3 3s s3 3p p3 3d d4 4s s4 4p p4 4d d4 4f f5 5s s5 5p p5 5d d5 5f f5 5g g6 6s s6 6p p6 6d d7 7s s構(gòu)造原理堡里（堡里（PauliPauli）不相容原理）不相容原理 一個電子的四個量子數(shù)為（一個電子的四個量子數(shù)為（3 3、2 2、0 0、-1/2-1/2） 另一個電子的四個量子數(shù)為（另一個電子的四個量子數(shù)為（3 3、2 2、0 0、+1/2+1

47、/2） 從保里原理可獲得以下幾個重要結(jié)論：從保里原理可獲得以下幾個重要結(jié)論：a)每一種運動狀態(tài)的電子只能有一個。每一種運動狀態(tài)的電子只能有一個。b)由于每一個原子軌道包括兩種運動狀態(tài)，所以每一個原由于每一個原子軌道包括兩種運動狀態(tài)，所以每一個原子軌道中最多只能容納兩個自旋不同的電子。子軌道中最多只能容納兩個自旋不同的電子。c)因為因為s、p、d、f各分層中原子軌道數(shù)為各分層中原子軌道數(shù)為1、3、5、7 所以所以各分層中相應(yīng)最多只能容納各分層中相應(yīng)最多只能容納2、6、10、14個電子。個電子。d)每個電子層原子軌道的總數(shù)為每個電子層原子軌道的總數(shù)為n 個，因此，各電子層中個，因此，各電子層中電子

48、的最大容量為電子的最大容量為2n個。個。 一個電子的四個量子數(shù)為（一個電子的四個量子數(shù)為（3 3、2 2、0 0、-1/2-1/2） 另一個電子的四個量子數(shù)為（另一個電子的四個量子數(shù)為（3 3、2 2、0 0、+1/2+1/2） 從保里原理可獲得以下幾個重要結(jié)論：從保里原理可獲得以下幾個重要結(jié)論：a)每一種運動狀態(tài)每一種運動狀態(tài)的電子的電子只能有一個只能有一個。b)由于每一個原子軌道包括兩種運動狀態(tài)，所以由于每一個原子軌道包括兩種運動狀態(tài)，所以每一個原每一個原子軌道中子軌道中最多最多只能容納兩個自旋不同的電子只能容納兩個自旋不同的電子。c)因為因為s、p、d、f各分層中原子軌道數(shù)為各分層中原子

49、軌道數(shù)為1、3、5、7 所以所以各分層中相應(yīng)最多只各分層中相應(yīng)最多只能容納能容納2、6、10、14個電子個電子。d)每個電子層原子軌道每個電子層原子軌道的總數(shù)為的總數(shù)為n 個，因此，各電子層中個，因此，各電子層中電子的最大容量為電子的最大容量為2n個個。 洪特(Hund)規(guī)則 洪特規(guī)則洪特規(guī)則基態(tài)多電子原子中同一能級基態(tài)多電子原子中同一能級的軌道能量相等，稱為的軌道能量相等，稱為簡并軌道簡并軌道；基態(tài)多；基態(tài)多電子原子的電子總是首先電子原子的電子總是首先自旋平行自旋平行地、地、單單獨地獨地填入簡并軌道。填入簡并軌道。而不是而不是是是按洪特規(guī)則的基態(tài)電子構(gòu)型按洪特規(guī)則的基態(tài)電子構(gòu)型N N 1s1

50、s2s2s2p2p1s1s2s2s2p2p原子序數(shù)為7而而不不是是是是按按洪洪特特規(guī)規(guī)則則的的基基態(tài)態(tài)電電子子構(gòu)構(gòu)型型N N 1 1s s2 2s s2 2p p1 1s s2 2s s2 2p p原子序數(shù)為7而而不不是是是是按按洪洪特特規(guī)規(guī)則則的的基基態(tài)態(tài)電電子子構(gòu)構(gòu)型型N N 1 1s s2 2s s2 2p p1 1s s2 2s s2 2p p原子序數(shù)為7而不是而不是是是按洪特規(guī)則的基態(tài)電子構(gòu)型按洪特規(guī)則的基態(tài)電子構(gòu)型N N 1s1s2s2s2p2p1s1s2s2s2p2p原子序數(shù)為7而而不不是是是是按按洪洪特特規(guī)規(guī)則則的的基基態(tài)態(tài)電電子子構(gòu)構(gòu)型型N N 1 1s s2 2s s2 2

51、p p1 1s s2 2s s2 2p p原子序數(shù)為7而而不不是是是是按按洪洪特特規(guī)規(guī)則則的的基基態(tài)態(tài)電電子子構(gòu)構(gòu)型型N N 1 1s s2 2s s2 2p p1 1s s2 2s s2 2p p原子序數(shù)為7而不是而不是是是按洪特規(guī)則的基態(tài)電子構(gòu)型按洪特規(guī)則的基態(tài)電子構(gòu)型N N 1s1s2s2s2p2p1s1s2s2s2p2p原子序數(shù)為7作為洪特規(guī)則的特例，等價軌道：作為洪特規(guī)則的特例，等價軌道： 全充滿全充滿 p p6 6、d d1010、f f1414 半充滿半充滿 p p3 3、d d5 5、 f f7 7 全全 空空 p p0 0、d d0 0、 f f0 0 的結(jié)構(gòu)狀態(tài)比較穩(wěn)定的結(jié)

52、構(gòu)狀態(tài)比較穩(wěn)定洪特(Hund)規(guī)則例：例： 1919號號 K 1sK 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 64s4s1 1 原子實結(jié)構(gòu)式為原子實結(jié)構(gòu)式為 Ar4sAr4s1 1 24 24號號 Cr Ar3dCr Ar3d5 54s4s1 1原子的電子排布：原子的電子排布：北大徐光憲院士提出用（北大徐光憲院士提出用（n+0.7l）的數(shù)值來判斷原）的數(shù)值來判斷原子能量的高低。子能量的高低。離子的電子排布：離子的電子排布：北大徐光憲院士提出用（北大徐光憲院士提出用（n+0.4l）的數(shù)值來判斷原）的數(shù)值來判斷原子失電子的先后順序。子失電子的先后順序。 1s 2s 2p 3

53、s 3p 3d 4s 4p . （n+0.7l） 1 2 2.7 3 3.7 4.4 4 4.7（n+0.4l） 1 2 2.4 3 3.4 3.8 4 4.4 26Fe 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 Fe2+ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6例：寫出下列原子和離子的電子排布式例：寫出下列原子和離子的電子排布式（蘇教（蘇教p16） 17Cl 30Zn 24Cr Na+ F- Ca2+ S2-例：下列各組表述中，兩個微粒屬于同種元素原子例：下列各組表述中，兩個微粒屬于同種元素原子的是（魯科的是（魯科p26）（1）3p能級有一個空軌道的基態(tài)原子和核外電子能級

54、有一個空軌道的基態(tài)原子和核外電子的排布為的排布為1s22s22p63s23p2的原子的原子（2）2p 能級有一個未成對電子的基態(tài)原子和原子能級有一個未成對電子的基態(tài)原子和原子的價電子排布為的價電子排布為2s22p5的原子的原子（3）M層全充滿而層全充滿而N層為層為4s2的原子和核外電子排的原子和核外電子排布為布為1s22s22p63s23p63d64s2的原子的原子（4）最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的）最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的1/5的原子和的原子和價電子排布為價電子排布為4s24p5的原子的原子四、原子結(jié)構(gòu)和元素周期表四、原子結(jié)構(gòu)和元素周期表1、核外電子排布與周期的關(guān)系、核外電子排布與周期的

55、關(guān)系2、核外電子排布與族的關(guān)系、核外電子排布與族的關(guān)系3、核外電子排布與元素周期表的分區(qū)、核外電子排布與元素周期表的分區(qū)4、元素原子半徑的周期性變化、元素原子半徑的周期性變化（蘇教版必修（蘇教版必修2）5、元素第一電離能的周期性變化、元素第一電離能的周期性變化6、元素電負(fù)性的周期性變化、元素電負(fù)性的周期性變化例：例： （魯科（魯科p26）原子結(jié)構(gòu)和元素周期表存在著內(nèi)）原子結(jié)構(gòu)和元素周期表存在著內(nèi)在的聯(lián)系。在的聯(lián)系。（1）請寫出基態(tài)原子的外層具有下列電子排布的）請寫出基態(tài)原子的外層具有下列電子排布的所有元素的名稱與符號：所有元素的名稱與符號： ns2np3(n=2-4) 3d6-84s2 3d1

56、04s1 4s1（2）指出這些元素在周期表中的位置。）指出這些元素在周期表中的位置。（3）外層具有）外層具有4s1電子排布的主族元素的基態(tài)原子，電子排布的主族元素的基態(tài)原子，容易失去一個電子，形成容易失去一個電子，形成+1價的陽離子，請寫出價的陽離子，請寫出該陽離子的電子排布式。該陽離子的電子排布式。例：例：A元素的核外電子排布是元素的核外電子排布是4s24p2，則下列，則下列說法正確的是（江蘇省說法正確的是（江蘇省1998年奧賽初試題）年奧賽初試題）（1）A常溫下可與氧氣化合為常溫下可與氧氣化合為AO2（2）A可與濃可與濃HNO3反應(yīng)反應(yīng)（3）A單質(zhì)有很強的金屬性單質(zhì)有很強的金屬性（4）A的

57、氯化物的氯化物ACl4可以發(fā)生水解反應(yīng)可以發(fā)生水解反應(yīng)例：元素例：元素X的氣態(tài)氫化物的分子式為的氣態(tài)氫化物的分子式為 H2X，這，這種元素的最高價氧化物的水化物的化學(xué)式種元素的最高價氧化物的水化物的化學(xué)式可能是（浙江省可能是（浙江省2000年奧賽初試題）年奧賽初試題） (A)H2XO3 (B)X(OH)2 (C)H2XO4 (D)H6XO6 【練習(xí)【練習(xí)1】 2008年北京市高中學(xué)生化學(xué)競賽試卷（高中二年級）年北京市高中學(xué)生化學(xué)競賽試卷（高中二年級）第十二題（共第十二題（共6分）分）實驗測得H3、O3分子構(gòu)型分別為等邊三角形和等腰三角形，O3中OO鍵夾角為116.8，H3、O3的偶極矩分別為0

58、和0.53D（德拜），請回答下列問題。 （1）說明H3、O3原子間成鍵情況（2分）HHH 1s 離域2p兩個，一個 （2）計算H3、O3中HH、OO鍵的鍵矩（3）判斷H3、O3中HH、OO鍵的極性，對于極性鍵在分子中標(biāo)明原子所帶電荷的正負(fù) （2分） HH OO 非極性共價鍵 極性共價鍵OOOOOO HH 鍵矩為零鍵矩為零 OO = 0.51D【練習(xí)【練習(xí)2】畫出N2O、NO2的分子結(jié)構(gòu)並說明大鍵。N- N-O :.N：sp雜化雜化 兩個兩個34（1分）分） N為中心原子價電子對數(shù)目 =（5+0）/ 2 = 2.5 sp ? sp 2 ?鍵角鍵角 ONO = 132 sp 2 ；sp 2雜化也會

59、有兩種結(jié)構(gòu)式。N：sp2雜化雜化 34 （1分）分） 一些鹵素氧化物是酸酐：一些鹵素氧化物是酸酐： 例： Cl2O + H2O = 2 HOCl 歧化 2ClO2 + 2OH - = ClO2 - + ClO3 - + H2O 混合酸酐【練習(xí)【練習(xí)3】 按VSEPR預(yù)測Cl2O和ClO2分子的幾何構(gòu)型分子的幾何構(gòu)型Cl2O： O為中心原子 價電子對數(shù)目 =（6+1+1）/ 2 = 4 價電子幾何分布：四面體（對應(yīng)“價鍵理論”sp3 雜化）；.OClCl170pm1100分子幾何構(gòu)型：分子幾何構(gòu)型：V型型ClO2Cl中心原子價電子對數(shù)目 = 7 / 2 = 3.5 sp 2 ? sp 3 ? 結(jié)

60、合鍵角、鍵長、磁性、是否雙鍵等分析。 鍵角鍵角 OClO = 116.5 sp 2 , 排除sp 3 sp 2 兩種可能的結(jié)構(gòu)（a）、（b）。:OCl:O:.:O.Cl:O.:（a） (b) Cl-O部分雙鍵 Cl-O單鍵 不雙聚 雙 聚 順 磁 順 磁實測：實測：Cl-O鍵長149 pm Cl-O單鍵（170pm）ClO2不雙聚不雙聚排除(b)構(gòu)型。順磁順磁n *53:OCl:O:.:O.Cl:O.:（a） (b) 【練習(xí)練習(xí)4】： N(CH3)3和 (SiH3)3N用VSEPR理論來判斷,它們都是三角錐形,事實上, 前者是三角錐形,后者是平面三角形,如何解釋? 【練習(xí)4分析】對于a中的問題