无机化学 教学课件 作者 郭小仪郭幼红 主编 黄晓英 第一章 物质结构.ppt

尚辅网 尚辅网 《无机化学》 卫生职业技术教育课题 《无机化学》教材编写组 主编 郭小仪 黄晓英 目 录 第一章 物质结构 第二章 溶液和胶体溶液 第三章 化学反应速率和化学平衡 第四章 氧化还原和电极电势 第五章 电解质溶液 第六章 缓冲溶液 第七章 配位化合物 第八章 常见非金属元素及其化合物 第九章 常见金属元素及其化合物 第一章 物质结构 第一节 原子结构 第二节 元素周期律和元素周期表 第三节 化学键 第四节 分子的极性 第五节 分子间作用力和氢键 第一节 原子结构 一、 原子的组成 二、 同位素 三、 原子核外电子的运动状态 四、 原子核外电子的排布 一、 原子的组成 举例： 表示钠原子的质量数为23，质子数为11，中子数为12，核外电子数为11，钠是第11号元素； 表示氯原子的质量数为37，质子数为17，中子数为20，核外电子数为17，氯是第17号元素。 二、同位素 概念 质子数相同而中子数不同的同种元素的一组核素互称为同位素。 性质 同一元素的各种同位素原子，它们的核电荷数(质子数)相同，核外电子数相同，而中子数不同，质量数不同，它们物理性质有差异，但化学性质几乎完全相同。 二、同位素 二、同位素 三、原子核外电子的运动状态 (一)电子云 图中小黑点密集的地方，表示电子出现的概率大，黑点稀疏的地方，表示电子出现的概率小。其形象犹如笼罩在原子核周围的一层带负电荷的云雾，故称为电子云。 (二) 核外电子的运动状态 ◇ 1.电子层 电子层值越大，电子离核越远，电子的能量越高。 ◇ 2.电子亚层： n=1 有一个亚层，1s亚层； n=2 有二个亚层，2s、2p亚层； n=3 有三个亚层，3s、3p、3d亚层； n=4 有四个亚层，4s、4p、4d、4f亚层； 同一电子层中，亚层电子的能量按s、p、d、f的顺序依次增大。 s亚层的电子云是以原子核为中心的球形，p亚层的电子云为哑铃形。d亚层花瓣形、f亚层的电子云形状比较复杂。 ◇ 3.电子云的伸展方向 s电子云是球形对称的，在空间各个方向上伸 展的程度相同，p电子云在空间有三种互相垂直的 伸展方向，d电子云有五种伸展方向，f电子云有七 种伸展方向。 ○ 把在一定电子层上，具有一定形状和伸展方向的电子 云所占据的空间称为一个原子轨道。s、p、d、f四个亚层 就分别有1.3.5.7个原子轨道。 电子层 亚层 原子轨道数 n=1 1s 1=12 n=2 2s、2p 1+3=4=22 n=3 3s、3p、3d 1+3+5=9=32 n=4 4s、4p、4d、4f 1+3+5+7=16=42 n ◇ 4.电子的自旋 原子中的电子在围绕原子核旋转的同时，还在作自旋运动。电子自旋有两种状态，既顺和反两种方向。通常用向上箭头“↑”和向下箭头“↓”表示。实验证明，自旋方向相同的两个电子相互排斥，不能在同一个原子轨道内运动。而自旋方向相反的两个电子相互吸引，能在同一个原子轨道内运动。每个原子轨道最多可以容纳自旋方向相反的两个电子。 四、原子核外电子的排布 （一）原子核外电子的排布规律 ◇1.泡利(Pauli)不相容原理 ： 每个原子轨道最多只能容纳2个自旋方向相反的电子。或者说，在同一原子中，没有运动状态完全相同的电子存在。 ◇2.能量最低原理： 在不违背泡利不相容原理的前提下，核外电子总是尽先占有能量最低的轨道，只有当能量最低的轨道占满后，电子才依次进入能量较高的轨道。 电子填入原子轨道 的顺序 如右图所示： ◇3.洪特(Hund)规则： 在同一亚层的各个轨道中，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同。 例1 以一个方框表示一个原子轨道，写出碳原子、氮原子核外电子排布的轨道式。 解： 碳原子轨道式为： 而不是： 或 同理氮原子轨道式为： （二）原子核外电子排布的表示方法 ◇ 1.原子结构示意图 氢原子 氧原子 钠原子 钙原子 （二）原子核