第一章 原子結(jié)構(gòu)與鍵合

第一章原子結(jié)構(gòu)與鍵合12

材料的性能內(nèi)部結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)原子鍵合原子排列顯微組織晶

體非晶體規(guī)則排列不規(guī)則排列取決于包括包括包括2第一節(jié)原子的結(jié)構(gòu)1.原子是由質(zhì)子和中子組成的原子核，以及核外的電子所構(gòu)成的。中子呈電中性，質(zhì)子帶正電。原子為電中性，質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)相等。原子的體積很小，直徑約為10-10m數(shù)量級，而其原子核直徑更小，僅為10-15m數(shù)量級。原子的質(zhì)量主要集中在原子核內(nèi)。每個質(zhì)子和中子的質(zhì)量大致為1.67X10-24g，電子的質(zhì)量約為9.11X10-28g，僅為質(zhì)子的1/1836。

一、原子結(jié)構(gòu)3圖為鎂(原子序數(shù)12)原子結(jié)構(gòu)中K,L和M量子殼層的電子分布狀況.從內(nèi)到外，依次為K殼層(n=1),L殼層(n=2),M殼層(n=3).4二、原子的電子結(jié)構(gòu)1．主量子數(shù)n決定原子中電子能量以及與核的平均距離，即電子所處的量子殼層。2．軌道角量子數(shù)l給出電子在同一量子殼層內(nèi)所處的能級（電子亞層）。3．磁量子數(shù)m給出每個軌道角動量量子數(shù)的能級數(shù)或軌道數(shù)。4．自旋角量子數(shù)s反映電子不同的自旋方向。描述原子中一個電子的空間位置和能量可用四個量子數(shù)表示。

多電子的原子中，核外電子的排布規(guī)律遵循三原則，即：能量最低原理Pauli不相容原理Hund規(guī)則5一、原子核外電子排布遵循的原理和規(guī)則二、原子核外電子排布的表示式能量最低原理泡利不相容原理洪特規(guī)則電子排布式軌道表示式原子核外電子在排布時要先占有能量低的軌道，然后再依次進(jìn)入能量較高的軌道，這樣使整個原子處于最低的能量狀態(tài)。每個原子軌道上最多只能容納兩個自旋狀態(tài)不同的電子。原子核外電子在能量相同的各個軌道上排布時，電子盡量分占不同的原子軌道，且自旋狀態(tài)相同，這樣整個原子的能量最低。6軌道表示式+725電子排布式：1s2軌道表示式：用一個小方框表示一個原子軌道，在方框中用“↑”或“↓”表示該軌道上排入的電子的式子?！?/p>

1S2S2P

↑↓

↑↑↑問：2P軌道上的三個電子怎樣排？2s22p378三、元素周期表元素----具有相同核電荷數(shù)的同一類原子為一種元素。

元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式，它反映了元素之間相互聯(lián)系的規(guī)律，元素在周期表中的位置反映了那個元素的原子結(jié)構(gòu)和一定的性質(zhì)。910

第二節(jié)原子鍵合

一、鍵合種類原子鍵合一次鍵二次鍵分為通過價電子的轉(zhuǎn)移或共用兩原子的電子云達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)即不依靠電子的轉(zhuǎn)移或共享，靠原子間的偶極吸引力結(jié)合即1011

一次鍵（化學(xué)鍵）通過價電子的轉(zhuǎn)移或共用兩原子的電子云達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)金屬鍵共價鍵離子鍵1.

正負(fù)離子相互吸引。

2.

鍵合很強，無方向性。

3.

熔點、硬度高，固態(tài)不導(dǎo)電，導(dǎo)熱性差。

4.

NaCl、CrO2、Al2O3

1.

相鄰原子通過共用電子對結(jié)合。

2.

鍵合強，有方向性。

3.

熔點、硬度高，不導(dǎo)電，導(dǎo)熱性有好有差。

4.

金剛石、SiO2

1.

金屬正離子于自由電子相互吸引。

2.

鍵合較強，無方向性。

3.

熔點、硬度有高有低，導(dǎo)熱導(dǎo)電性好。

4.

Fe、Al、W、Hg包括1112

二次鍵（物理鍵）不依靠電子的轉(zhuǎn)移或共享，靠原子間的偶極吸引力結(jié)合分子鍵1.

分子或分子團(tuán)顯弱電性，相互吸引。

2.

鍵合很弱，無方向性。

3.

熔點、硬度低，不導(dǎo)電，導(dǎo)熱性差。

4.

塑料、石蠟

氫鍵1.

類似分子鍵，但氫原子起關(guān)鍵作用。XH-Y

2.

鍵合弱，有方向性。

3.

熔點、硬度低，不導(dǎo)電，導(dǎo)熱性好。

4.

水、冰、DNA包括121、離子鍵定義：使陰、陽離子結(jié)合成化合物的靜電作用易形成陽離子的元素易形成陰離子的元素成鍵粒子：陰、陽離子成鍵元素（一般情況）：成鍵性質(zhì)：靜電作用（吸引與排斥）活潑金屬元素（IA、IIA）活潑非金屬元素(VIA、VIIA)13Na原子、Cl原子形成NaCl的自述天然NaCl晶體食鹽NaCl的制?。狐c燃2Na+Cl2====2NaCl14NaCl的晶體結(jié)構(gòu)模型11415Na+Cl－電子轉(zhuǎn)移不穩(wěn)定穩(wěn)定NaCl形成的微觀過程Na+和Cl-之間存在哪些作用力？16討論在氯化鈉晶體中，Na+和Cl-之間存在哪些作用力？1、

Na+離子和Cl-離子間的靜電相互吸引作用3、因陰陽離子接近到某一定距離時，吸引和排斥作用達(dá)到平衡，陰陽離子間形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵。2、陰陽離子間電子與電子、原子核與原子核

間的相互排斥作用17活潑金屬活潑非金屬化合M－ne-Mn＋X＋me-Xm-吸引、排斥達(dá)到平衡離子鍵成鍵過程：含有離子鍵的化合物就是離子化合物。NH4Cl,Na2SO4、NaOH之間也形成離子鍵18存在離子鍵的物質(zhì)c.活潑金屬與活潑非金屬形成的化合物b.活潑金屬陽離子與OH—形成的化合物a.活潑金屬陽離子(或NH4+)與酸根離子形成的化合物離子鍵-----典型金屬氧化物等-----強堿----大多數(shù)鹽19影響離子鍵強弱的因素：

離子半徑越小，離子鍵就

；

離子帶電荷越多，離子鍵就

。

離子鍵越強，破壞它所需能量就

。離子鍵的強弱主要影響離子化合物的熔沸點，離子鍵越強，熔沸點就越高。越強越強越高>>例：判斷下列各組物質(zhì)的熔點高低：MgCl2 NaCl；NaF NaCl離子半徑和離子電荷202、共價鍵2-1概念（1）定義：原子之間通過共用電子對所形成的相互作用。（2）成鍵微粒：原子。（3）成鍵本質(zhì)：原子間通過共用電子對所產(chǎn)生的強烈的相互作用。（即原子間的靜電作用.）（4）成鍵條件：一般由同種或不同種非金屬與非金屬元素原子形成。(如：HClO2CH4H2O等)（5）存在范圍：非金屬單質(zhì)(H2、

O2)、共價化合物(NH3、CH4、H2O)、離子化合物(NaOH、NH4Cl)以共用電子對所形成分子的化合物叫做共價化合物21含有共價鍵的化合物一定是共價化合物全部由非金屬元素組成的化合物一定是共價化合物在氣態(tài)單質(zhì)分子里一定有共價鍵錯，如NH4Cl等銨鹽

錯，如：NaOHNa2SO4

錯，He、Ne等稀有氣體判斷：221.下列物質(zhì)中，含有共價鍵的化學(xué)式是_______________________________；只含有共價鍵的化學(xué)式是_______________（填序號）？A、NaOH B、NaCl C、NH4ClD、H2S

E、Cl2 F、HClG、CO2

H、Na2O2

【課堂練習(xí)】D、E、F、G、A、C、D、E、F、G、H、232.關(guān)于共價鍵的說法正確的是：A）金屬原子在化學(xué)反應(yīng)中只能丟失電子，因而不能形成共價鍵；B）離子化合物中不可能含有共價鍵；C）共價鍵也存在電子得失；D）由共價鍵形成的分子可以是單質(zhì)分子，也可以是化合物分子3.下列化合物分子中只有共價鍵的是：A)BaCl2 B)NaOH C)(NH4)2SO4 D)H2SO4DD242-2.成鍵原因：（1）通過共用電子對，各原子最外層電子數(shù)目一般能達(dá)到飽和，由不穩(wěn)定變穩(wěn)定；（2）兩原子核都吸引共用電子對，使之處于平衡狀態(tài)；（3）原子通過共用電子對形成共價鍵后體系總能量降低。25

在化學(xué)上常用一根短線表示一對共用電子，例H-HO=O、Cl-Cl、H-Cl，其余的電子不標(biāo)出。這樣的式子叫結(jié)構(gòu)式。2-3表示方法：電子式、結(jié)構(gòu)式26共價鍵通常表示形式：1.用電子式表示：2.用結(jié)構(gòu)式表示：如：

H

HH

Cl

HHHClClClNN如：NN

又如：27

請用電子式表示出下列物質(zhì)：Cl2、N2、H2S、CH4、K2S、Ca(OH)2、Na2O2

28

答案：C

HHH

OH[]-Ca2+

O

H[]-

O

Na+

O

[

]2-Na+

ClCl

NN

HH

S

K+

2-KS+

H[]29共用電子對共用電子對共用電子對共用電子對共價化合物的形成過程(或單質(zhì))H+O+H→HOH××××注意事項：①不用箭頭表示電子的偏移；②相同原子不能合并在一起；③沒有形成離子．HClH2OF2×HCl+→×HClF+→FFF共用電子對共用電子對30思考HCl中，為什么H顯+1價,為什么