珍贵无机化学培训培训课件第9章结构化学部分.ppt

; 本章学习要求： 1、了解玻尔理论与电子云的概念。 2、原子核外电子运动状态与核外电子结构。 3、了解元素基本性质的周期性变化规律。 4、了解化学键的本质及价键理论。 5、了解主要晶体特征与性质。; 9-1 原子结构（Atomic Structure） ;一、电子（Electrons） ;二、?粒子散射实验和核型原子;在研究低压气体放电时，发现有带正电的质点存在，这主要是阴极射线碰撞气体分子或原子，使他们失去一个或几个电子，而成为相应的正离子，他们朝阴极移动——阳极射线。H+是一个带正电的基本粒子——质子。;四、X－射线（X-ray）和核电荷;五、中子（Neutron）; 9-2 氢原子光谱和玻尔理论 ;二、玻尔理论 ;9－3 电子云的概念 ;运动状态用波函数?来描述，微观粒子在空间某点出现的概率密度用?2表示。 求解薛定谔方程得到波函数?，?(n,l,m,x,y,z)有6个参数，其中x,y,z是空间三维坐标的位置，n,l,m量子数表示电子轨道的空间形状与取向。 S电子——在各方向上出现的几率相同，电子云呈球形（电子出现的概率密度） P电子——呈哑铃形，有三种不同的空间取向PX,PY,PZ三个轨道 d电子——呈四瓣梅花形，有五种不同取向 五个轨道 f电子——复杂 七个轨道 ;三、四个量子数;2、角量子数l ——决定电子空间运动的动量，以及轨道或电子云的形状。 对于一定n值，l=0,1,2,3,4….n-1,用光谱符号s,p,d,f,g l表示电子的亚层或能级，如n=3，l=0,1,2分别表示3s ,3p ,3d l值越大，亚层能级越高，即E3dE3pE3s 在描述多电子原子体系的能量状态时，需要用n,l.;3、磁量子数m ——描述原子轨道或电子云在空间的伸展方向 m取值受角量子数l限制，m=0, ?1, ?2, ?3,……?l，共2l+1个值 表示电子云（原子轨道）有几种伸展方向。;9－4 原子核外电子结构;2、屏蔽效应 ;?相当于被抵消的哪部分核电荷，?越大，电子能量增高。 1)内层电子对外层电子的屏蔽作用较大; 2)同层电子屏蔽较小; 3)外层电子对内层电子的屏蔽不予考虑。;二、核外电子排布的规则 ;;s 区—ns1－2 p 区—ns2np1－6（He无p电子） d 区—(n－1)d1－10ns1－2 (Pd无 s 电子) f 区—(n－2)f1－14(n－1)d0－2ns2;9－5 元素基本性质的周期性变化 ;二、电离能和电子亲和能;变化规律： （1）同周期主族元素， Z*上升 I上升（异常点：半充满轨道较稳定。 （2）同周期副族元素，Z*增加不多 I增加不如主族元素明显 （3）同一主族从上到下 ，Z*增加不多，半径r上升 I下降， 金属性增加 （4）同一副族，变化不规则;三、电负性（X）;9－6 离子键 ;一、离子键的形成 ;二、离子键的性质 ;二、离子键的性质 ;三、离子的结构 ;三、离子的结构 ;四、离子键强度 ;9－7 共价键 ; （1） 形成共价键时是成键原子的外层电子轨道及其电子参与成键，共价键数与成单电子数相同——共价键的饱和性。 （2） 原子轨道发生重叠时，总是尽可能最大程度重叠，以使体系能量最低——共价键的方向性 如p, d, f,轨道成键时，以键轴（头碰头）方向重叠; 3、共价键的类型 ;（2）?键：原子轨道沿键轴“肩并肩”方式重叠形成的共价键 重叠程度小于?键，键能、稳定性较小，易于参与反应，如有机的烯烃; 二、杂化轨道理论; 2、杂化轨道的类型与分子空间构型; SP杂化与结构;【如】BeCl2 Be：2S2 2S1 2P1 (SP杂化)，与Cl原子的3P未成对电子形成?键：; SP2杂化及分子结构 ;【如】BCl3 硼与三个氯原子形成三个SP2—P ?键; SP3杂化及分子结构 ;不等性杂化及分子结构 ;“V”字型，两对孤对电子，O-H键受更大的排斥 键夹角减小 ;;9-8 分子间力和氢键 ; 1、分子间的极性和偶极矩 ; 2、分子的变形性 ; 3、分子间力 ; （1） 取向力 作用对象：发生在极性分子和极性分子之间 作用本质：极性分子，具有偶极（正负电荷重心不重合）， 两个极性分子相互靠近时，偶极相互作用： 同极相斥，异极相吸——取向力 作用结果：分子按照一定的方向排列; （2） 诱导力 发生在极性分子－非极性分子之间， 以及极性分子－极性分子之间 ;诱导力; （3） 色散力 非极性分子的“瞬时偶极矩”相互作用的结果 瞬时偶极矩的产生：