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本章学习要求 第5章 目录 5.1 原子结构的近代概念 5.1.1 波函数 2 微观粒子的波粒二象性 3 氢原子光谱示意图 4 波函数与量子数 波函数 量子数 5.1.2 电子云 电子云与概率密度 1 电子云的角度分布 2 电子云的径向分布* 5.2 多电子原子的电子分布方式与周期系 5.2.1 多电子原子轨道的能级 5.2.2 核外电子分布原理与方式 1 泡里不相容原理 2 能量最低原理 3 洪德规则 4 能量最低原理的补充规则 5 原子与离子的特征电子构型 6 多电子原子轨道的能量估算 7 能级分组 5.2.3 原子结构与性质的周期性 1 元素周期表中的族与元素分区 元素周期表分区 2 元素周期表中的周期 3 原子半径 前36号元素原子半径变化 4 电离能 第一电离能的周期性 5 元素的电负性 6 元素的氧化值 5.2.4 原子光谱 5.3 化学键与分子间相互作用力 5.3.1 化学键 1 离子键 正离子的电子构型 2 金属键 3 共价键 共价键的特性 4 价键理论 ?键和?键 共价数 价键理论的局限 5 分子轨道理论 分子轨道理论的应用 5.3.2 分子的极性和分子的空间构型 1 共价键参数 键能的计算* 键能在热化学中的应用* 2 分子极性和电偶极矩 分子极性 3 分子的空间构型和杂化轨道理论 1) 杂化轨道的类型 2) 杂化轨道的应用 杂化轨道的应用（续） 杂化轨道的应用(续) 杂化轨道的应用(续) 杂化轨道与分子极性 5.3.3 分子间相互作用力 1 取向力 2 诱导力 3 色散力 4 氢键 5 分子间力和氢键对物质性质的影响 分子间作用力的应用示例 5.3.4 超分子化学 超分子的特征 5.3.5 分子振动光谱* 5.4 晶体结构 5.4.1 晶体的基本类型 1 离子晶体 离子晶体的性质 2 原子晶体 3 金属晶体 4 分子晶体 5.4.2 过渡型晶体 5 晶体结构测定* 5.4.3 晶体缺陷与非整比化合物 非整比化合物及其应用 5.4.4 非线性光学晶体 选读材料 分子光谱 本章小结 本章小结(续1) 本章小结(续2) 键长 分子中成键原子的两核间的距离称为键长。 键长与键的强度有关，键长越小，键的强度越大。 键角 分子中相邻两键间的夹角称为键角。 分子的空间构型与键长和键角有关。 键能E 298.15K，标准状态下单位物质量的气态物质的共价键断裂生成气态原子所需的能量称为键离解能 ( D)，键能的数值为同类键各级解离能的均值，但习惯上取正值。 E = –D 双原子分子 双原子分子的键能等于键离解能。 多原子分子 多原子分子的键能等于同类键各级离解能的平均值。 例5.6 计算水中O—H键的键能，已知水的两个O—H键的解离能分别为498kJ·mol-1和428kJ·mol-1. 解：根据键能的定义，得 E(O—H) = -(498kJ·mol-1 + 428kJ·mol-1) / 2 = -463kJ·mol-1 思考：了解键能还有哪些意义 例5.6 利用键能数据计算反应： H2(g) + Cl2(g) == 2HCl(g) 的反应热。已知H—H键、Cl—Cl键和H—Cl键的键能分别为435kJ·mol-1 、242kJ·mol-1和431kJ·mol-1. 化学反应的过程实质上是旧键的断裂和新键的生成过程。因此气态物质的反应热?r Hm (298K)可以通过键能来估算。 解：过程中断裂一个H—H键和一个Cl—Cl键（吸热），生成两个H—Cl键（放热）。故 ?rHm = E(H—H) + E(Cl—Cl) - 2 E(Cl—H) =  = 435kJ·mol-1 +242kJ·mol-1- 2 ? 431kJ·mol-1 = -185kJ·mol-1 分子中正、负电荷重心重合的分子称为非极性分子，不能重合的分子则称为极性分子。 分子极性大小可以用电偶极矩衡量。设正、负电荷中心所带的电量为q，距离为l，则电偶极矩为： μ = q·l μ的值越大，分子的极性就越大。显然，我们无法测定q或l，但μ却是可以测定的。 思考：键的电偶极矩主要与哪些因素有关？ 主要与成键原子的电负性差有关 双原子分子 同种元素的双原子分子必然是非极性分子。异种元素的双原子分子必然是极性分子。 多原子分子 多原子分子的极性，取决于键的极性和分子的空间构型。空间结构对称的多原子分子μ = 0，是非极性分子。 图5.27 极性分子NH3和非极性分子CH4 1931年，鲍林等以价键理论为基础，提出化学键的杂化轨道理论。我国化学家唐敖庆教授对杂化轨道进行了系统化处理。 杂化轨道理论的要点 同一原子中若干能量相近的轨道可以相互叠加组成相同数目、能量完全相同的新的杂化轨道。 杂化轨道的电子云较集中，