第一章化学反应的调控与应用第九节课1116b

1、沉淀生成？是否有Cu(OH) NaOH,l中加入0.001mo的浓度。若在此混合液和NH)Cu(NH,Cu计算达到平衡时O,HNHL6.00molL溶液中加入10.0mCuSOL0.10mol26.在10.0mL23243223141xxxxxxLmolLmolNHCuNHCuNHCuKLmolOHNHcLmolCuSOc05. 0480. 205. 0)05. 0(40 . 3)(00 . 305. 0)()(4104 . 1)(0 . 3)(,05. 0)(11243321324312314平衡初始查表，解：混合后，稳有沉淀生成，查表，时，加入解得，很大，稳稳,)(102 . 2)(104

2、5. 105. 01081. 5/ )(/ )(05. 002. 0/001. 0)(0.001)2(05. 0)(80. 2)(1081. 5)(1081. 52.80480. 205. 0-0.05)(104 . 1)480. 2(05. 0/ )(/ )(/)()(220219217221124313117217243134432243243OHCuKQcOHCuKcOHccCucQcLmolOHcmolNaOHLmolNHCucLmolNHcLmolCucxxxNHCuKxxxcNHccCuccNHCucNHCuKspspnl轨道轨道m轨道数轨道数101s0 12012s2p0-1,

3、0, 1 1 330123s3p3d0+1, 0, -1+2, +1, 0, -1, -2 1 3 5401234s4p4d4f0+1, 0, -1+2, +1, 0, -1, -2+3, +2, +1, 0, -1, -2, -3 1 3 5 7 16941在同一原子中不能有四个量子数完全相同的电子。在同一原子中不能有四个量子数完全相同的电子。电子在核外排列应尽先分布在低能级轨道上电子在核外排列应尽先分布在低能级轨道上, 使整使整个原子的能量最低。个原子的能量最低。氦氦(He): (1, 0, 0, +) (1, 0, 0, )每个电子层最多容纳的电子数每个电子层最多容纳的电子数 2n2s2

4、 p6 d10 f14各亚层最多可容纳电子数：各亚层最多可容纳电子数：在等价轨道上，电子尽可能占据不同轨道且自旋平在等价轨道上，电子尽可能占据不同轨道且自旋平行。在能量相同（行。在能量相同（n和和l相同）的原子轨道上排布的相同）的原子轨道上排布的电子，总是尽可能的电子，总是尽可能的分占不同的轨道，且自旋方向分占不同的轨道，且自旋方向相同相同。2p2p 能量相等的轨道全充满能量相等的轨道全充满（p6，d10，f14）、）、半充满半充满（p3，d5，f7）或全空状态比较稳定。或全空状态比较稳定。 轨道全空轨道全空 半充满半充满 全充满全充满多电子原子中各轨道的能量不仅与多电子原子中各轨道的能量不仅

5、与n有关有关, , 还和还和l有关。有关。氢原子中能级次序为：氢原子中能级次序为： 1s2s=2p3s=3p=3d4s=4p=4d=4fev13.62nE能级交错能级交错E4s4s E3d3d, , E5s5s E4d4d, , E6s6s E4f4f E5d5d (7)(5)(4)(2)(3)(6)例例2：在在N原子的原子的2p轨道电子的四个量子数中轨道电子的四个量子数中不同的部分是（不同的部分是（ ）(A) 主量子数主量子数 (B) 角量子数角量子数(C) 磁量子数磁量子数 (D) 自旋量子数自旋量子数C例例3：(1)下列哪一个原子或离子具有的未成下列哪一个原子或离子具有的未成对电子最多？

6、对电子最多？ (A) F (B) P (C) Cr (D) Ag (E) Mn2+F: 1s22s22p5P: 1s22s22p63s23p3Cr: 1s22s22p63s23p63d54s1Ag: Kr4d105s1Mn2+: 1s22s22p63s23p63d5 (3d54s2)(C)(2) Ar中磁量子数中磁量子数 m =1的电子有多少？的电子有多少？ A. 1 B. 2 C. 4 D. 6 E. 0(3) Cl中有多少电子的量子数中有多少电子的量子数 n = 3 和和 l = 0 ？A. 2 B. 4 C. 6 D. 8 E. 10例例4: 已知某元素在氪前，当此元素的原子失已知某元素

7、在氪前，当此元素的原子失去去3个电子后，在它的角量子数为个电子后，在它的角量子数为2的轨道内的轨道内电子恰为半充满，试推断该元素为何元素？电子恰为半充满，试推断该元素为何元素？ CA18Ar: 1s22s22p63s23p617Cl: 1s22s22p63s23p5解：氪原子序数解：氪原子序数36，核外电子排布：，核外电子排布：Ar3d104s24p6角量子数为角量子数为2的轨道的轨道(l=2): n3，d 轨道轨道最外层电子排布应为：最外层电子排布应为：3dx 4sy失去的失去的3个电子可能包括：个电子可能包括：4s 上的上的2个电子和个电子和3d 上的上的1个电子个电子失去电子的失去电子的

8、3d 轨道内电子恰为半充满：轨道内电子恰为半充满：中性元素的中性元素的3d电子数为电子数为6则该元素核外电子排布：则该元素核外电子排布： Ar3d64s2原子序数为：原子序数为：26 该元素为该元素为铁铁 (Fe)。s 区区 ns1-2 A、Ap 区区 ns2np1-6 A A d 区区 (n-1)d1-9ns1-2 (Pd 为为(n-1)d10) BBds区区 (n-1)d10ns1-2 B、Bf 区区 (n-2)f1-14 (n-1)d0-2 ns2 镧系、锕系镧系、锕系1. 1. 原子的电子层结构与周期的关系原子的电子层结构与周期的关系1s1 1s22s1 2p63s1 3p64s13d

9、1-104p65s14d1-105p66s15d14f1-145d10 6p67s16d15f1-146d10 （未完）（未完） 2. 2. 原子的电子层结构与族的关系原子的电子层结构与族的关系 每周期中元素数每周期中元素数 该能级组容纳的电子数该能级组容纳的电子数= =2n2 元素在周期表中的位置元素在周期表中的位置 周期数周期数= = n 族号数族号数: :主族主族( (A)ns、np电子数之和电子数之和; ;副族副族( (B)(n-1)d、ns电子数之和电子数之和(1-7) 族族(n-1)d、ns电子数之和电子数之和(8-10)零零 族族ns2 或或ns2np6。 元素周期表元素周期表3

10、.3.元素性质的周期性元素性质的周期性1) 1) 原子半径原子半径(r)(r)。人为规定的参数。人为规定的参数, ,有三种：有三种：共价半径共价半径共价键形成的单共价键形成的单质中，相邻原子核间距之半；质中，相邻原子核间距之半；金属半径金属半径金属晶体中，金属晶体中，相邻原子核间距之半相邻原子核间距之半; ;范德华半径范德华半径单原子分子晶体单原子分子晶体中，相邻原子核间距之半。中，相邻原子核间距之半。共价半径共价半径金属半径金属半径 短周期元素：左短周期元素：左右，半径由大右，半径由大小；小； 上上下，半径由小下，半径由小大；大； 长周期主族元素长周期主族元素: :与短周期相似与短周期相似

11、长周期过渡元素长周期过渡元素: :同周期：两头大，中间小。同周期：两头大，中间小。 同同 族：半径变化缓慢。族：半径变化缓慢。规律：规律：规律：主族：左规律：主族：左右增大；上右增大；上下减小。下减小。 副族：规律不明显。副族：规律不明显。2) 2) 电离能电离能电离能电离能I：元素的气态原子在基态时失去一个电元素的气态原子在基态时失去一个电子成为一价气态正离子所消耗的能量称为该元子成为一价气态正离子所消耗的能量称为该元素的第一电离能素的第一电离能( I 1)。规律：不清晰。大体是：左规律：不清晰。大体是：左右，增大。右，增大。 73 60 0 27 122 0 144 328 53 0 44

12、 133 72 200 349 49 47 46 3 3）电子亲和能）电子亲和能电子亲和能电子亲和能: 元素的气态原子在基态时获得一个元素的气态原子在基态时获得一个电子成为一价气态负离子所电子成为一价气态负离子所放出放出的能量的能量EA1 。E 电负性电负性：分子中原子吸引电子的能力。：分子中原子吸引电子的能力。规律：左规律：左右，由小右，由小大；大； 上上下，由大下，由大小。小。一般以一般以2.02.0作为金属性的分界。作为金属性的分界。以以(F)=4.0)=4.0为基准计算其它元素的电性。为基准计算其它元素的电性。4 4）元素的电负性）元素的电负性当我们写出原子的核外电子分布式时，当我们写

13、出原子的核外电子分布式时，实际上我们已经认识了该原子中各个电子的实际上我们已经认识了该原子中各个电子的运动状态。运动状态。 现代原子结构理论告诉我们：物质的性现代原子结构理论告诉我们：物质的性质源于其结构，源于原子中电子的运动状态。质源于其结构，源于原子中电子的运动状态。 由于结构的周期性带来了元素性质的周由于结构的周期性带来了元素性质的周期性。这是量变到质变规律的生动体现！期性。这是量变到质变规律的生动体现！化学键化学键: :分子或晶体中相邻原子间的强烈作用力。分子或晶体中相邻原子间的强烈作用力。这种作用力既有这种作用力既有能量能量问题又有问题又有方向方向问题问题( (构型构型) )。化学键

14、有化学键有: :(1)(1)离子键离子键 (2)(2)共价键共价键 (3)(3)金属键金属键 两个氢原子电子自旋方两个氢原子电子自旋方向相反，靠近、重叠，向相反，靠近、重叠，核间形成一个电子概率核间形成一个电子概率密度较大的区域。体系密度较大的区域。体系能量降低，形成氢分子。能量降低，形成氢分子。当二氢原子核间距离当二氢原子核间距离74pm时时, ,系统能量最低系统能量最低(-436kJmol-1)。此时。此时, ,形成了稳定的氢分子。形成了稳定的氢分子。 如果两个氢原如果两个氢原子的电子的自旋方子的电子的自旋方向相同（斥态），向相同（斥态），则系统能量在二原则系统能量在二原子靠近时一直上升，

15、子靠近时一直上升，系统不稳定，不能系统不稳定，不能形成氢分子。形成氢分子。74pm 2a0（106pm） 自自旋方向相反旋方向相反的的未成对电未成对电子子互相配对可以形成共价键；互相配对可以形成共价键；原原子轨道总是尽可能地达到子轨道总是尽可能地达到最大限度的重叠最大限度的重叠使使体系能量最低。体系能量最低。于是形成了于是形成了价键理论价键理论其要点：其要点：当稳定的氢分子形成时，二核间距为：当稳定的氢分子形成时，二核间距为：说明原子轨道发生了重叠。说明原子轨道发生了重叠。对称性匹配对称性匹配对称性不匹配对称性不匹配 对称性匹配原理对称性匹配原理：原子轨道的重叠：原子轨道的重叠，必须发必须发生

16、于角度分布图中正负号相同的生于角度分布图中正负号相同的轨轨道之间道之间。(1) 饱和性饱和性 一个原子有几个未成对电子，便可和几一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋相反的电子配对成键，这就是共价键个自旋相反的电子配对成键，这就是共价键的的“饱和性饱和性”。(2) 方向性方向性 除除s轨道外，轨道外，p 、d等轨道都等轨道都 有一定的空间有一定的空间 取向，所以取向，所以共共价键具有方向价键具有方向性。性。形成共价键时，两形成共价键时，两原子的轨道必须原子的轨道必须最大重叠。最大重叠。(3)(3)共价键的类型共价键的类型原子轨道沿键原子轨道沿键轴方向以轴方向以“肩并肩肩并肩”方式重叠。方式重

17、叠。键键，重叠程度大，键的强度大，较稳定；，重叠程度大，键的强度大，较稳定；键键，重叠程度小，键的强度小，较活泼。，重叠程度小，键的强度小，较活泼。原子轨道沿键原子轨道沿键轴方向以轴方向以“头对头头对头”方式重叠。方式重叠。杂化轨道：杂化轨道：同一原子中，能量相近的原子轨道混同一原子中，能量相近的原子轨道混合起来，形成成键能力更强的新轨道。合起来，形成成键能力更强的新轨道。基本概念基本概念杂化：杂化：上述过程叫杂化。上述过程叫杂化。2.2.共价键的杂化轨道理论共价键的杂化轨道理论杂化轨道数：杂化轨道数：等于参加杂化的原子轨道数目等于参加杂化的原子轨道数目之和。之和。但杂化后的新轨道完全消除了原

18、来原但杂化后的新轨道完全消除了原来原子轨道之间的明显差别，这些新轨道的能量子轨道之间的明显差别，这些新轨道的能量是等同的。是等同的。杂化轨道的组成：杂化轨道的组成：参加杂化的原子轨参加杂化的原子轨 道平均化。道平均化。如：如：sps/2+p/2 sp2s/3+2p/3如：如： sp杂化杂化s+p 杂化轨道数杂化轨道数= =2Be：2s21) sp杂化杂化BeH2的空间构型为直线形的空间构型为直线形HBeHsp杂化杂化Be采用采用sp杂化生成杂化生成BeH2sp杂化形成的分子是直线形的杂化形成的分子是直线形的激发激发B：2s22p12) sp2杂化杂化BF3的空间构型为的空间构型为平面正三角形平面正三角形sp2杂化杂化s