北师大版无机化学第一章课件.ppt

1．以无机化学基本原理为纲 热力学原理 —— 宏观 结构原理（原子、分子、晶体）—— 微观 元素周期律 —— 宏观和微观 2．预习、复习、总结( 规律性、特殊性、反常性, 记忆重要性质。) 1° 共价半径 同种元素的两个原子，以两个电子用共价单键相连时，核间距的一半，为共价半径。 d r d/2 共价半径 (Covalence Radii ) 2° 金属半径 金属晶体中，金属原子被视为刚性球体，彼此相切，其核间距的一半，为金属半径。 d 金属半径 r = d/2 ( Metal radii ) 3° 范德华半径 单原子分子 ( He，Ne 等 )，原子间靠范德华力，即分子间作用力结合，因此无法得到共价半径。 在低温高压下，稀有气体形成晶体。原子核间距的一半定义为范德华半径。 d 范德华半径 r d/2 (Vander Waals Radii) 使用范德华半径讨论原子半径的变化规律时，显得比共价半径大。 讨论原子半径的变化规律时，经常采用共价半径。 2. 原子半径在周期表中的变化规律 1° 同周期中 从左向右，在原子序数增加的过程中，有两个因素在影响原子半径的变化。 ① 核电荷数 Z 增大，对电子吸引力增大，使得原子半径 r 有减小的趋势。 ② 核外电子数增加，电子之间排斥力增大，使得原子半径 r 有增大的趋势。 这是一对矛盾， 以哪方面为主？ 以 ① 为主。即同周期中从左向右原子半径减小。 只有当 d5，d10，f7，f14 半充满和全充满时，层中电子的对称性较高，这时 ② 占主导地位，原子半径 r 增大。 短周期的主族元素，以第 3 周期为例 Mg Na Al Si P S Cl Ar r/pm 154 136 118 117 110 104 99 154 Na — Cl，7 个元素，r 减少了 55 pm。相邻元素之间，平均减少幅度 10 pm 许。 Ar 为范德华半径， 所以比较大。 长周期的过渡元素，以第 4 周期的第一过渡系列为例 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn r/pm 144 132 122 118 117 117 116 115 117 125 Sc — Ni，8 个元素，r 减少了 29 pm。相邻元素之间，平均减少幅度 4 pm 左右。 Cu，Zn 为 d10 结构，电子斥力大， 所以 r 不但没减小，反而有所增加。 主族元素的原子半径比副族元素原子半径减小幅度大。 短周期主族元素，电子填加到外层轨道，对核的正电荷屏蔽少，有效核电荷 Z* 增加得多。所以 r 减小的幅度大。 长周期过渡元素，电子填加到次外层轨道，对核的正电荷屏蔽多，Z* 增加得少，所以 r 减小的幅度小。 超长周期的内过渡系，以镧系元素为例 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd r/pm 169 165 164 164 163 162 185 162 Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu r/pm 161 160 158 158 158 170 158 Eu（铕） 4f7 6s2，f 轨道半充满，Yb（镱） 4f14 6s2，f 轨道全充满，电子斥力的影响占主导地位，原子半径变大。 15 种元素，r 共减小 11 pm。电子填到内层 (n－2) f 轨道，屏蔽系数更大，Z* 增加的幅度更小。所以 r 减小的幅度很小。 镧系收缩 (Lanthanide Contraction) 定义：镧系元素从镧到镥整个系列的原子半径减小不明显的现象称为镧系收缩。 特点：缓慢，积累。 导致结果：ⅢB族后第五、六周期各对元素分离困难；金属活泼性减弱。 K Ca Sc Ti V Cr r/pm 203 174 144 132 122 118