普通化学第四章原子结构.ppt

第37页,共60页，星期六，2024年，5月第38页,共60页，星期六，2024年，5月第39页,共60页，星期六，2024年，5月第四节?原子结构与元素周期律一、??元素周期表的结构二、??元素的基本性质与原子结构的关系1．??原子半径2．??元素的电离能3．??元素的电子亲合能4．??元素的电负性5．??元素的氧化数第40页,共60页，星期六，2024年，5月一、??元素周期表的结构长式元素周期表共有7行18列。每行称为一个周期；18列分为16族：Ⅰ-Ⅶ主族、Ⅰ-Ⅶ副族、第Ⅷ族和0族（其中第Ⅷ族共3列）；另外镧系和锕系列于表下方。第41页,共60页，星期六，2024年，5月第42页,共60页，星期六，2024年，5月第43页,共60页，星期六，2024年，5月二、??元素的基本性质与原子结构的关系1．??原子半径（r）⑴共价半径：同种元素的原子以共价单键结合时，核间距的一半称为共价半径。⑵金属半径：在金属晶格中两个相邻原子核间距的一半称为金属半径。⑶范德华半径：单质分子型晶体中相邻分子的相邻原子核间距的一半称为范德华半径。第44页,共60页，星期六，2024年，5月第45页,共60页，星期六，2024年，5月元素的一个基态气态原子失去一个电子成为一价气态正离子所需要的能量，称元素的第一电离能，记为I1。继续失去第二、三个电子所需要的能量依次称为元素的第二、三电离能。电离能都是正值，单位为J.mol-1。2．??元素的电离能元素的电离能是非常重要的数据，可以用来定量说明元素原子失去电子的能力，比较元素金属性的强弱。第46页,共60页，星期六，2024年，5月第47页,共60页，星期六，2024年，5月第48页,共60页，星期六，2024年，5月3．??元素的电子亲合能处于基态时的一个气态中性原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称为元素的第一电子亲合能，记为E1，（也记为Y1）。与电离能相似，也有第二、三电子亲合能，单位为J.mol-1。元素的电子亲合能数据越大，表示元素的气态原子获得电子生成负离子的倾向越大，即非金属性越强。第49页,共60页，星期六，2024年，5月第50页,共60页，星期六，2024年，5月4．??元素的电负性1932年美国化学家鲍林（Pauling）最早提出电负性的概念。电负性是指元素的原子在分子中对成键电子吸引能力的相对大小。指定电负性最大的F为4.0，依次比较求得其他元素的电负性值。（见下表）第51页,共60页，星期六，2024年，5月第52页,共60页，星期六，2024年，5月5．??元素的氧化数1970年国际纯粹和应用化学联合会（IUPAC）较严格地定义：氧化数是某元素一个原子的荷电数，这个荷电数可由假设把每个键中的电子指定给电负性更大的原子而求得。根据以上定义，可以得出如下决定氧化数的规则：⑴在离子型化合物中，元素原子的荷电数即为阴阳离子的电荷，因此，元素原子的氧化数等于该元素原子的离子电荷数。例如，NaCl中Na+带一个单位正电荷，Na的氧化数为+1。Cl-带一个单位负电荷，Cl的氧化数为-1。第53页,共60页，星期六，2024年，5月⑵在共价化合物中，共用电子对偏向于电负性大的元素原子后，在两个原子中留下的表观电荷数，即为它们的氧化数。例如，在HCl中，H原子形式上可以认为它带一个单位正电荷，H的氧化数为+1；Cl原子形式上带一个单位负电荷，Cl的氧化数为-1。⑶在中性分子中各元素的氧化数的代数和为零。在复杂离子中各元素氧化数的代数和等于离子的总电荷数。第54页,共60页，星期六，2024年，5月化学家总结出下列习惯规则：①在单质中元素的氧化数为零；②H原子与电负性比它大的原子结合时，其氧化数为+1；与电负性比它小的原子结合时，其氧化数为-1。如在金属氢化物LiH、NaH中，H的氧化数为-1③O在化合物中的氧化数一般为-2。但在过氧化物（如H2O2、Na2O2）中的氧化数为-1，在氧的氟化物（如O2F2、OF2）中，的氧化数分别为+1和+2第55页,共60页，星期六，2024年，5月例：求Fe3O4中Fe的氧化数。已知O的氧化数为-2，设Fe的氧化数为x，根据中性化合物中元素氧化数代数和等于零的规则，得：3x+（-2）×4=0x=+8/3第56页,共60页，星期六，2024年，5月例：求KMnO4中Mn的氧化数。已知O的氧化数为-2，K的氧化数为+1,设Mn的氧化数为x，根据中性化合物中元素氧化数代数和等于零的规则，得：(+1)+x+（-2）×4=0x=+7第57页,共60页，星期六，2024年，5月例：求Cr