《无机与分析化学基础医学教育MedicalEducation》第三章：物质结构.pptVIP

第三章 物质结构和元素周期律 学习目标 1.了解电子云和分子间作用力 2.理解同位素、元素周期律、核外电子运动 状态及化学键 3.掌握原子组成、元素性质的递变规律及 1～20号元素原子的核外电子排布 第一节 原 子 结 构 一、原子组成 原子是由居于原子中心带正电的原子核和带负电的核外电子构成。 核电荷数（Z）=核内质子数=核外电子数 质量数（A） ＝质子数（Z）+中子数（N) 因此，只要知道上述三个数值中的任意 两个，就可以推算出另一个数值来。例如， 知道硫原子的核电荷数为16，质量数为32， 则： 硫原子的中子数＝32－16＝16 归纳起来，见表3-1 表3-1 构成原子的粒子及其性质 二、同位素 我们已经知道，具有相同核电荷数（质 子数）的同一类原子总称为元素。 表3-2氢元素三种不同原子的组成 不含中子的氢原子叫做氕； 含1个中子的氢原子叫做氘，就是重氢； 含2个中子的氢原子叫做氚，就是超重氢。 为了便于区别，将氕记为 1H，氘记为 2H （或D），氚记为 3H（或T）。元素符号的左下 角记核电荷数，左上角记质量数。例如：普通水可 以写成1H2O，分子量为18；重水写2H2O，分子量 为20。 表3-3平均分子量计算 34.969×75.77%＋36.966×24.23%＝35.453 即氯的原子量为35.453。这正是元素的原子量常常 不是整数而带有小数的原因。 第二节 原子核外电子的 运动状态和电子排布 电子是质量很小的带负电荷的微粒，它 在原子这样大小的空间（直径约10-10m）内 作高速的运动，它的运动跟普通物体运动有 何不同？有何特殊规律？现在对这些问题做 些初步的探讨。 一、电 子 云 电子在核外空间一定范围内经常出现， 就犹如一团带负电 的云雾笼罩在原子核周 围，人们形象的称之为电子云。 图3-1氢原子电子云示意图 图中小黑点比较密集的地方，就是电子出现几 率大的地方，黑点疏的地方，就是电子出现少的地 方。离核越近处密度越大，离核越远处密度越小。 也就是说，在离核越近处，单位体积空间内电子出 现的机会多，而离核越远处 单位体积空间内电子 出现的机会就少。 二、原子核外电子的运动状态 电子能在核外一定区域内作高速运动，说明它 们都具有一定的能量。实验证明，电子离核越近， 能量越低；离核越远，能量越高。电子离核的远 近，反映出电子能量的高低。电子在核外运动状态 比较复杂，需要从四个方面来描述，即电子层、电 子亚层、电子云的伸展方向和电子自旋状态。 （一）电子层 根据原子核外电子能量的高低，将核外电子分层排布， 能量低的在里层，能量高的在外层。电子层共分七层，由里 向外依次称为第一电子层、第二电子层……第七电子层，习 惯上常用K、L、M、N、O、P、Q等字母来表示。K层也就 是第一层，以此类推。 （二）电子亚层 科学研究发现，在同一电子层中，电子的能量还稍有差 别，根据这个差别，又可以把一个电子层分为一个或几个亚 层，分别用s、p、d、f 等符号表示。用 n 表示电子层数。 （三）电子云的伸展方向 （四）电子的自旋状态 三、原子核外电子的排布 我们知道，核外电子分层排布是有一定规律的。 1．各电子层最多可容纳的电子数目是2n2 。 2．最外层电子数目不超过8个(K层为最外层时不超过2 个)。 3．次外层电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不 超过32个。 知道原子的核外电子数和电子层排布以后，我们可以画 出原子结构示意图。图3-2是1-18号元素的原子结构示意图。 其中圆圈表示原子的原子核及核内质子数，弧线表示电子 层，弧线上面的数字表示该电子层的电子数。 四、原子结构与元素性质的关系 在化学中，元素的性质一般是指它的金属性或非金属性。 元素的金属性，通常是指它的原子有失 去电子而成为阳离子的趋势。 元素的非金属性，通常是指它的原子有得到电子而成为阴离子的趋势。