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原子结构 原子是由运动着的粒子组成的复杂的微观体系 它由带正电的原子核和绕核运动的带负电的电子(e)组成 原子核＝质子(p) ＋中子(n) 粒子 符号 质量(克) 电荷量(静电单位) 质子 p 1.673×10-24 + 4.803×10-10 中子 n 1.675×10-24 0 电子 e 9.109×10-28 - 4.803×10-10 原子能级 原子能级 能级主要取决于主量子数n 如果主量子数相同, 则轨道能级决定于角量子数l 当n = 3以后，由于屏蔽效应，使得能量次序有颠倒的现象 核外电子在各个轨道排布遵循的规则 能量最低原理 保利(Pouli)不相容原理 洪德(Hund)规则 原子能级 主层 电子数 亚层 最内层 K (n = 1) 2e s L (n = 2) 8e s, p M (n = 3) 18e s, p, d 外 层 N (n = 4) 32e s, p, d, f (generally higher E) 原子能级 量子化的能级 原子的电子构型 原子轨道轮廓 s 轨道电子云 （1s, 2s and 3s orbitals） p 轨道电子云 2 p orbitals d 轨道电子云（dorbitals） The Periodic Table Elements are classified as: 按纵行分为9个族: 除零族(惰性气体)和VIII族外，I至VII族又分主(A)和副(B)族 最外层电子数: IA为1(ns1); VIIA为7(ns2 np5); IB(铜族)和IIB(锌族) 最外层电子数分别为1和2; IIIB至VIIB的族号等于最外层s电子数加上次外层d电子数; VIII族和零族另当别论。 四、键型与晶格类型 1、化学键 键 bond 原子(离子、分子)之间的维系力，称为键 维系力是化学结合力，则为化学键 典型的化学键 离子键 共价键 金属键 分子键 正负离子之间的静电相互作用力 无方向性: 离子视为球体、密堆积、对称高 无饱和性: 不良电导体 键强大(~800 kJ/mol): 高熔点、高硬度 一般电负性差 2, 较大 用静电理论解释 键能：气态原子A、B生成气态分子AB所释放的能量 A + B ? AB 单位：kJ/mol (+值为释放的能量) 典型的共价键及其键能、键长 共价键 H－H O＝O Cl－Cl C－C C＝C C＝C 键能 432 400 240 345.6 602 835 键长 0.74 1.21 1.99 1.53 1.34 1.20 离子晶格Ionic Crystals 近似地认为: 阴离子做密堆积 阳离子充填空隙 具有不同类型的空隙 阳离子占据某一类空隙 保持电中性 离子半径及其与CN以及配位多面体的关系 晶体结构决定于结构基元的相对数量、相对大小和极化性能 半径比(rC/rA) 大 小 离子极化程度 弱 强 CN 8 6 4 结构 CsCl NaCl ZnCl CaF2 TiO2 SiO2 1st Rule The cation-anion distance = ? radii Can use RC/RA to determine the coordination number of the cation 半径规则：围绕阳离子形成一个阴离子配位多面体，阴阳离子间距取决于它们的半径和，配位数取决于其半径比。 2nd Rule 概念：静电键强度(the strength of an electrostatic bond) = valence / CN 如NaCl中Na+和Cl-为VI配位, 故Na+的静电键强度 = + 1/6 = + 1/6 Cl+的静电键强度 = - 1/6 = - 1/6 电价规则：稳定离子结构的离子电价等于与其相邻异号离子的各静电键强度的总和 3rd Rule: 多面体规则 3rd Rule: 多面体规则 4th Rule: 5th Rule: 最简规则 5th Rule: 5th Rule: 5th Rule: 5th Rule: 5th Rule: 5th Rule: 5th Rule: 晶体的相变 晶体的相变 一级相变 ~重建型相变 如Al2