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第四章 原子结构和分子结构 本章知识点与考核要求 核外电子的运动 核外电子排布与元素周期律 共价键 分子间的作用力 第一节　核外电子的运动状态 原子的组成： 1.科学实验证明： 　原子是化学变化中的最小微粒。 　　物质都是由分子组成，而分子是由原子组成。在化学反应中分子可以分成原子，而原子却“不能再分”－即不会产生新的原子。 2.原子的组成 (1)原子是由带正电荷的原子核和带负电荷的电子组成。 (2)在一切原子中，原子核位于整个原子的中心，只占很小的体积，而电子在原子核外高速运动着。 (3)原子核由质子和中子组成。 (4)质子带一个正电荷，中子不带电, 因此，原子核的核电荷数等于质子数。 (5)原子核质子数目是相应元素的基本特征，称为元素的原子序数，又称为核电荷数。在原子核外“空间”还运动若干电子。 核电荷数＝核内质子数＝核外电子数 (6)原子的质量主要集中在原子核上。 一、电子云 　　在20世纪初，由实验证实了光不仅具有微粒（有一定能量和动量）的性质，而且有波动（干涉、衍射）的性质，即光具有波粒二象性。 　　受光具有波粒二象性的启发，德布罗意提出了电子等实物微粒也有波粒二象性。 1.电子运动的特殊性 　　原子中的电子是一种有确定质量和体积的粒子，因此，电子具有粒子性在此无须论证。 　　通过电子衍射实验证实了电子运动时具有波动性。 　　在原子中，电子绕核运动具有波粒二象性。既有微粒性（具有质量和速度），又有波动性（有波长）。 　　电子的运动具有波粒二象性，因而，核外电子的运动不服从经典物理学中的牛顿定律，它不象宏观物体运动那样，具有可预测的确定的运动轨道。 　　但可根据量子力学理论，采用统计的方法对电子在核周围空间的运动，作出几率性的判断。 2.几率密度 (1)把在原子核外空间某点电子出现的机会用百分数或小数表示，就叫做电子出现的几率。 (2)电子在原子核外空间某点附近的单位体积内出现的几率，叫几率密度。 　　原子中电子在核外的分布还是有规律的，在某些区域出现几率大，而另一区域出现的几率较小。 3.电子云 通常用小黑点的疏密表示核外电子几率密度的分布情况，小黑点较密集处，表示电子出现的密度较大；小黑点稀疏的地方，表示电子出现的几率密度较小。这些小黑点象云围绕着原子核，故称电子云。 电子云是电子在核外空间出现几率密度分布的形象化表示，并非真正电子组成的云。 4.电子云界面 　　如果把电子云密度相同的各点联成一个曲面，作为电子云的界面，使界面内电子出现的几率很大，界面以外电子出现的几率很小，这种图形称为电子云界面图。 电子在空间不同方向上出现的几率密度大小可用电子云的界面图表示，它描述了电子的几率密度分布的方向性。 通过电子云图可知： 　p电子云为“哑铃”形的，三种p电子分别在坐标轴方向出现的几率最大并且相互垂直。 d电子云角度分布图 二、原子轨道 通常将一定取向的电子云，看作是一个原子轨道。 明确知道电子的轨道是指电子在核外运动的一定空间范围（区域）。 这里的原子轨道的含义与行星、火车等实体的宏观物体轨道有本质的不同，应该把它们严格地区别开来。 S电子云为球形（对称的），无方向性，因此S能级只有一个轨道。 P电子云为哑铃形，在空间有三个不同的伸展方向，即Px、Py、Pz取向，因此，P能级可有三个轨道。 同理，可推得d能级有五个轨道。 三、原子核外电子的运动状态 电子在核外运动没有固定的轨道，只能取一定的运动状态。那么如何确定电子在原子中的运动状态呢？ 为了描述电子的运动状态，量子力学引入四个量子数来确定一个电子的运动状态。 量子数是表征微观粒子运动状态的一些特定数字。 1.主量子数（n） 一般说来，电子所在的原子轨道离核越近，电子爱原子核的吸引大，电子的越低，反之，离核越　轨道上，电子的能量越高，这说明电子在不同的原子轨道上运动时其能量有所不同。 原子中电子所处的不同能量状态，称为原子轨道的能级。 采用主量子数正是描述电子能量的高低次序和电子云离核远近的参数。 　用符号“n”表示 (1)主量子数是决定电子能级高低的主要因素。 　“n”通常可以取非零的任意正整数，即n =1、2、3……等值。 其中每一个n 值代表一个电子层。 在一个原子内，具有相同的主量子数的电子（n值相同的电子）近乎在同样的空间范围内运动，所以常将n值相同的电子称为同层电子，它们所占有的区域称为电子层。 当n=1,2,3 ……时，分别称为第一、第二、第三……电子层。常用符号K、L、M、N等来表示。 (2)主量子数n表明了电子距核平均距离的大小。 n愈大，则电子离核距离愈远，则电子在能级较高处运动，电子能量高或者说原子中电子的能级越高。 n＝l时，表示能量最低，电子离核最近；n=2时，表示能量次低，离核次近的第二电子层。以此类推。 其对