第一章原子结构与键合研究报告.ppt

第一章 第一节 原子的结构 1.原子是由质子和中子组成的原子核，以及核外的电子所构成的。 中子呈电中性，质子带正电。 原子为电中性，质子数与电子数相等。 原子的体积很小，直径约为10-10m数量级，而其原子核直径更小，仅为10-15m数量级。 原子的质量主要集中在原子核内。 每个质子和中子的质量大致为1.67X10-24g， 电子的质量约为9.11X10-28g，仅为质子的1/1836。 图为镁(原子序数12)原子结构中K,L和M量子壳层的电子分布状况. 从内到外，依次为 K壳层(n=1), L壳层(n=2), M壳层(n=3). 二、原子的电子结构 1．主量子数n 决定原子中电子能量以及与核的平均距离，即电子所处的量子壳层。 2．轨道角量子数l 给出电子在同一量子壳层内所处的能级（电子亚层）。 3．磁量子数m 给出每个轨道角动量量子数的能级数或轨道数。 4．自旋角量子数s 反映电子不同的自旋方向。 三、元素周期表 元素----具有相同核电荷数的同一类原子为一种元素。 元素周期表是元素周期律的具体表现形式，它反映了元素之间相互联系的规律，元素在周期表中的位置反映了那个元素的原子结构和一定的性质。 思考 HCl中，为什么H显+1价 , 为什么Cl显-1价? 思考: H2中共用电子对又如何？ 非极性键和极性键 非极性键 小结 电子海模型（改性共价键理论） 金属键：金属正离子靠自由电子的胶合作用构成金属晶体，金属正离子规则排列，自由电子（从金属原子上脱落）在其中自由运动。 壁虎爬行的奥秘 5. 氢键 分子间作用力与化学键的比较 作业 1-1 1-2 1-10 1-11 化学反应的过程 分子原子观点 分解 重新组合 物质 原子 新物质 旧键断裂 新键生成 化学键的观点 【小结】一个化学反应的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。 金属键的电子海模型 3 .金属键 分子间作用力——范德华力（分子之间存在一种把分子聚集在一起的作用力） 分子间作用力比化学键弱得多，对物质的熔沸点等有影响。 一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点也越高。 4. 分子间作用力 美、英、俄等国的研究小组才真正揭示了壁虎在墙上爬行的秘密。这个秘密就是“分子间的作用力”。科学家在显微镜下发现，壁虎脚趾上约有650万根次纳米级的细毛，每根细毛直径约为200至500纳米，约是人类毛发的直径的十分之一。这些细毛的长度是人类毛发直径的2倍，毛发前端有100～1000个类似树状的微细分枝，每分枝前端有细小的肉趾，能和接触的物体表面产生很微小的分子间的作用力。这个力虽然很小，但是，当壁虎脚上所有的细毛都与固体表面充分接触时，它们所产生的总粘着力就会超过许多人工黏合剂能够产生的力量。壁虎脚上650万根细毛全部附着在物体表面上时，可吸附住质量为133千克的物体，这相当于两个成人的质量 。 壁虎胶带——这一来自幻想中的新技术，已经被专家们评为“2004年最具市场冲击力的十大新技术”之一。 实验表明，2平方毫米的这种人工胶带，就可以支撑一个15厘米，重40克的蜘蛛侠玩具的整个体重。注意，“蜘蛛侠”只有一只手粘在玻璃平面上。科学家指出，只要两只手掌上都缚上这种人工胶带，就足以支撑一个成人的全部体重。 氢键：是一种较强的分子间作用力。 氢键比化学键弱得多，但比分子间作用力稍强。 分子间形成氢键会使物质的熔点和沸点升高。 思考：比较氟、氯、溴、碘分子的熔沸点高低并说明理由 范德华力 化学键 意义 作用力大小 作用微粒 原子间 分子之间 作用力大 作用力小 影响化学性质和 物理性质 影响物理性质 （熔沸点等） * 有方向性和饱和性　 弱 氢原子核与极性分子间的库仑引力 氢键 无方向性键、结构密堆、高熔点、绝缘 最弱 原子间瞬时电偶极矩的感应作用 分子键 无方向性键、结构密堆、配位数高、塑性较好、有光泽、良好的导热、导电性 较强 自由电子气与正离子实之间的库仑引力 金属键 有方向性键、低配位数、高熔点、高强度、高硬度、低膨胀系数、塑性较差、即使在熔态也不导电 强 相邻原子价电子各处于相反的自旋状态，原子核间的库仑引力 共价键 无方向性键、高配位数、高熔点、高强度、高硬度、低膨胀系数、塑性较差、固态不导电、熔态离子导电 较强 原子得、失电子后形成负、正离子，正负离子