(高职）无机及分析化学（第二版）完整版教学课件.ppt

全 册 课 件 延迟符 (高职）无机及分析化学（第二版）全套课件 无机及分析化学（第二版） 第一章 物质结构 知识目标： 了解核外电子运动的基本特点； 理解四个量子数的意义及取值规则； 掌握原子核外电子排布的原理和主族元素及第四周期过渡元素原子核外电子排布； 理解原子的电子层结构与元素周期表、元素性质之间的关系； 了解共价键的定义、现代价键理论的基本要点、共价键的键参数和共价键的类型； 理解杂化、杂化轨道的意义，掌握以sp、sp2、sp3杂化轨道成键分子的空间构型； 掌握分子间作用力和氢键的概念及对物质某些性质的影响。 能力目标： 能写出主族元素及第四周期过渡元素原子核外电子排布式； 能解释原子的电子层结构与元素周期表、元素性质之间的关系； 能应用杂化轨道理论解释某些分子的空间构型； 能应用分子间作用力和氢键的概念解释某些物质的物理性质。 第一节 核外电子运动状态 一、原子核外电子的运动 元素的化学性质主要决定于原子核外电子的运动状态及其排布。在描述核外电子的运动时，只能指出它在原子核外空间某处出现的概率。以核外只有一个电子的的氢原子为例，在不同时刻记录电子与原子核的的相对位置，然后将位置叠加，结果像在原子核外笼罩着一团电子形成的云雾，称为电子云。密度高的区域表示电子在此出现的概率高，如下图所示： 氢原子的电子云 二、核外电子运动状态的描述 采用四个量子数来描述核外电子运动状态。 主量子数n-电子层 主量子数n是描述电子所属电子层离核远近的参数，取值为1,2,···,n等正整数，习惯上用K,L,M,N,O,P,Q等字母来表示。 n=1,2,3,4,5,6,7 电子层=K,L,M,N,O,P,Q 角量子数l-电子层 角量子数l是描述电子云形状的参数，其取值受主量子数的制约，只能取0,1,2,3,···,(n-1),对应地分别用s, p, d, f···等符号来表示。 l=0,1,2,3 电子亚层=s p d f 磁量子数m-电子云伸展方向 磁量子数m是描述电子云在空间的伸展方向的参数，其取值受角量子数的制约，当角量子数一定时，m可以取从+l到-l并包括0在内的整数值。即m=0，±1，±2，···，±l。 自旋量子数ms-电子的自旋 电子一方面围绕着原子核高速旋转，同时也围绕着本身的轴转动，称为电子的自旋。自旋量子数ms是用来描述电子自旋方向的参数。ms取值只有两个：+1/2和-1/2；它们代表电子自旋的两个相反的方向，即顺时针方向和逆时针方向。 三、基态原子中电子分布原则 基态原子中电子分布必须遵守下列三条原则： 泡利不相容原理 (1) 原子核外电子的运动状态使用四个量子数来描述的，同一个原子中不可能有运 动状态完全相同的两个电子同时存在； 同一轨道，主量子数、角量子数、磁量子数三个量子数相同，自旋量子数只有 两种可能； s亚层只有1个轨道，最多容纳两个电子；p层有3个轨道，最多容纳6个电子；d 亚层有5个轨道，最多容纳10个电子；f亚层有7个轨道，最多容纳14个电子； 每一个电子层所具有的轨道数为n2个，所以每个电子层最多容纳的电子数为2n2个。 2. 能量最低原理 在不违背泡利不相容原理的情况下，原子核外电子总是先占据能量最低的原子轨道，只有当能量较低轨道占满后，电子才依次进入能量较高的原子轨道，称为能量最低原理。 3. 洪特规则 在同一电子层的同一亚层的各个轨道上，电子排布总是尽量先占据不同的轨道，而且 自旋方向相同。这样的电子填入方式可使原子能量最低。作为洪特规则的特例，电子在等价轨道上处于全充满、半充满或者全空状态时，具有额外的稳定性。 四、多电子原子轨道的能级 针对多电子原子，由鲍林近似能级图得到的能级高低基本规律： 当角量子数l值相等时，主量子数n值不同，n越大，电子的能量E越高； 当主量子数n值相同，角量子数l值不同时，l值越大，电子的能量E越高； 当主量子数n值和角量子数l值都不相同时，n≥3，电子能量E的高低，通常由近似能级图来确定。 主量子数大的4s亚层的能量，反而低于主量子数小的3d亚层的能量，这种现象称为 能级交错。 第二节 电子层结构和元素周期系 一、元素周期系与电子层结构的关系 周期：7个周期 族：16个族 区：5个区 二、元素性质的周期性 元素按原子序数排列成序后，随着原子序数的增加，它们的原子核外电子排布、 原子半径、电负性、化合价等性质呈规律性变化。 第三节 共价键理论 一、现代价键理论 原子间通过共用电子对所形成的化学键称为共价键。 (1) 共价键理论基本要点 当两个原子接近时，只有自旋方向相反的成单电子可以互相配对，使核间电子云密度增大，系统能量降低，