竞赛之物质结构

1、一、核外电子的运动状态描述一、核外电子的运动状态描述科学上，用四个科学上，用四个量子数量子数来描述电子在原子核外的运动状态。来描述电子在原子核外的运动状态。主量子数主量子数n（能层能层，电子层）：电子运动，电子层）：电子运动能量能量的主要决定因素。的主要决定因素。主量子数主量子数n取值：取值：1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 电子层符号：电子层符号：K, L, M, N, O, P, Q角量子数角量子数l（能级能级，电子亚层）：决定原子轨道的，电子亚层）：决定原子轨道的形状形状以及以及 与与n一起决定电子的能级。一起决定电子的能级。对于给定的对于给定的n值，值，l 只能取小于只能取小于n

2、的正整数：的正整数：角量子数角量子数l 取值：取值：0, 1, 2, 3, (n-1) 电子层符号：电子层符号： s, p, d, f, 例如：一个电子处在例如：一个电子处在n=2，l =0的运动状态就为的运动状态就为2s电子；电子； 处在处在n=2，l =1的运动状态就为的运动状态就为2p电子；电子；一、核外电子的运动状态描述一、核外电子的运动状态描述lm轨道数轨道数0 (s轨道轨道) 011 (p轨道轨道) +1, 0, -132 (d轨道轨道) +2, +1, 0, -1, -253 (f轨道轨道)+3, +2, +1, 0, -1, -2, -37磁量子数磁量子数m：决定原子轨道在空间

3、的决定原子轨道在空间的取向取向。每一个取向即一个轨道。每一个取向即一个轨道。磁量子数可以取值：磁量子数可以取值：m=0，1，2 l，共有，共有(2l+1)个值。个值。m、l及轨道数的关系及轨道数的关系原子轨道由原子轨道由n，l，m共同决定。共同决定。 n和和l相同，相同，m不同的轨道，不同的轨道，能量相同，称为能量相同，称为简并轨道或等价轨道简并轨道或等价轨道。同一轨道内电子可以。同一轨道内电子可以有两种方向相反的运动状态，需要另一个量子数来表示。有两种方向相反的运动状态，需要另一个量子数来表示。自旋量子数自旋量子数ms：电子的自旋方向。通常用电子的自旋方向。通常用、表示。表示。核外电子运动的

4、可能状态数（即电子数）核外电子运动的可能状态数（即电子数）主量主量子数子数符号符号角量角量子数子数原子轨原子轨道符号道符号磁量子数磁量子数轨道轨道数数各层总各层总轨道数轨道数自旋自旋量子数量子数状态状态(电子电子)数数各轨道各轨道 各层各层1K01s011222L012s2p0-1,0,+11342682 223M0123s3p3d0-1,0,+1-2,-1,0,+1,+213592610182 324N01234s4p4d4f0-1,0,+1-2,-1,0,+1,+2-3,-2,-1,0,+1,+2,+3135716261014322 42二、电子云与原子轨道二、电子云与原子轨道 现代量子力

5、学指出：不能确定一定状态现代量子力学指出：不能确定一定状态(如如1s、2p等等)的的核外电子在某个时刻处于原子核外空间何处，只能确定它在核外电子在某个时刻处于原子核外空间何处，只能确定它在原子核外各处出现的概率。原子核外各处出现的概率。 电子电子在原子核外出现的在原子核外出现的概率分布图概率分布图，称为，称为电子云电子云。把电。把电子出现概率子出现概率90%的空间圈出来，所得的空间圈出来，所得电子云轮廓图称为原子电子云轮廓图称为原子轨道轨道。s能级的原子轨道图能级的原子轨道图（球形球形）xyzxyzxyzp能级的原子轨道图能级的原子轨道图（哑铃形哑铃形）1.构造原理构造原理:绝大多数元素的绝大

6、多数元素的基态基态原子核外电子的排布遵循此规律原子核外电子的排布遵循此规律。三、核外电子排布三、核外电子排布2.泡利原理：泡利原理：在一个原子在一个原子轨道里最多只能容纳轨道里最多只能容纳2个电个电子，而且自旋方向相反，子，而且自旋方向相反，用用 表示。表示。3.洪特规则：洪特规则：当电子排布在同一能级当电子排布在同一能级的不同轨道时，电子总是优先的不同轨道时，电子总是优先单独占单独占据据一个轨道，而且自旋方向相同一个轨道，而且自旋方向相同。如如2p3的电子排布图为的电子排布图为 。4.洪特规则特例：当洪特规则特例：当p、d、f轨道填充的电子数为全空、半充满轨道填充的电子数为全空、半充满或全满

7、时，原子处于较稳定的状态。或全满时，原子处于较稳定的状态。四、核外电子排布的表示方法四、核外电子排布的表示方法1.原子结构示意图原子结构示意图2.电子排布式电子排布式3.轨道表示式轨道表示式 将将能级能级上所容纳的电子数标在该能级符号上所容纳的电子数标在该能级符号右上角右上角，并按照，并按照能层从左到右的顺序排列的式子，称电子排布式，如氮元素原能层从左到右的顺序排列的式子，称电子排布式，如氮元素原子的子的电子排布式电子排布式为：为： 1s22s22p3，也可以表示为，也可以表示为He 2s22p3 ，其，其最外层电子排布式最外层电子排布式为：为： 2s22p3 。1s2p1s22s22p63s

8、23p5或或Ne3s23p5 。氯原子的电子排布式为：氯原子的电子排布式为：练习：请写出练习：请写出19号元素到号元素到32号元素原子的电子排布式。号元素原子的电子排布式。练练 习习1 1、以下能级符号不正确的是：、以下能级符号不正确的是： A 5s B 4d C 3f D 6pA 5s B 4d C 3f D 6p2 2、下列各原子或离子的电子排布式正确的是、下列各原子或离子的电子排布式正确的是 A F 1sA F 1s2 22s2s2 22p2p7 7 B Na B Na+ + 1s 1s2 22s2s2 22p2p6 6 C K C K 1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s

9、2 23p3p6 6 D Al D Al3+ 3+ 1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23 3、下列核外电子排布属于基态的是、下列核外电子排布属于基态的是 A C 1sA C 1s2 22s2s1 12p2p3 3 B C 1s B C 1s2 22s2s2 22p2p2 2 C Fe 1sC Fe 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d6 64s4s2 2 D Mg 1sD Mg 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s1 13p3p1 14 4、下列原子结构与洪特规则有关的是、下列原子结构与洪特规则有关的是 A CuA Cu原子

10、的外围电子排布是原子的外围电子排布是 3d3d10104s4s1 1而不是而不是3d3d9 94s4s2 2。 B S B S 原子的价电子排布是原子的价电子排布是 3s3s2 23p3p4 4而不是而不是3s3s1 13p3p5 5。 C Fe C Fe 原子的外围电子排布是原子的外围电子排布是3d3d6 64s4s2 2 而不是而不是3d3d8 8。 D ND N原子的最外层有原子的最外层有3 3个未成对电子，且自旋方向相同。个未成对电子，且自旋方向相同。CBB能量最低能量最低能量最低能量最低AD5、下列、下列3d能级的电子排布图正确的是能级的电子排布图正确的是()62006年年10月月1

11、6日美国与俄罗斯宣布，两国科学日美国与俄罗斯宣布，两国科学家合作成功合成了家合作成功合成了118号超重元素。对号超重元素。对118号元素下号元素下列叙述合理的是（列叙述合理的是（ ） A它的最外层电子数是它的最外层电子数是8 B它外围电子排布式是它外围电子排布式是8s28p6 C它是活泼的金属元素它是活泼的金属元素 D它的中子数是它的中子数是118BA练练 习习7.A、B、C、D、E代表代表5种元素。请填空：种元素。请填空：(1)A元素基态原子的最外层有元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外个未成对电子，次外层有层有2个电子，其元素符号为个电子，其元素符号为_；(2)B元素的负一价离子和元

12、素的负一价离子和C元素的正一价离子的电元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，子层结构都与氩相同，B的元素符号为的元素符号为_，C的元的元素符号为素符号为 ；(3)D元素的正三价离子的元素的正三价离子的3d能级为半充满，能级为半充满，D的元的元素符号为素符号为_，其基态原子的电子排布式为，其基态原子的电子排布式为_(4)E元素基态原子的元素基态原子的M层全充满，层全充满，N层没有成对电子，层没有成对电子，只有一个未成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为的元素符号为_，其基，其基态原子的电子排布式为态原子的电子排布式为_。NClKFeAr3d64s2CuAr3d104s1练练 习习五、原子

13、结构与元素周期表五、原子结构与元素周期表1.原子结构与各周期的元素数目原子结构与各周期的元素数目2.原子结构与元素的分区原子结构与元素的分区周期周期元素种数元素种数各周期增加的能级各周期增加的能级电子最大容量电子最大容量一一21s2二二82s2p(增加了增加了p)2+6=8三三83s3p8四四184s3d4p(增加了增加了d)8+10=18五五185s4d5p18六六326s4f5d6p(增加了增加了f)18+14=32七七未完未完 (32) 7s5f6d 7p32八八508s 5g 6f 7d 8p(增加了增加了g)32+18=50 除除ds区外，区区外，区的名称来自按构造原的名称来自按构造

14、原理理最后填入电子的能最后填入电子的能级的符号级的符号。 第一电离能第一电离能：气态电中性基态原子失去：气态电中性基态原子失去1个电子转化为气态基个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。态正离子所需要的最低能量。电离能是衡量气态原子失去电子难易程度的物理量，元素的电离电离能是衡量气态原子失去电子难易程度的物理量，元素的电离能越小，表示气态时越容易失电子，金属性越强。能越小，表示气态时越容易失电子，金属性越强。镁和铝相比，镁第一电离能大，磷与硫相比，磷第一电离能大。镁和铝相比，镁第一电离能大，磷与硫相比，磷第一电离能大。NaMgAl496738578456214511817691277332

15、7459543 10540 1157513353 13630 1483016610 1799521703 23293钠、镁、铝逐级失去钠、镁、铝逐级失去电子的电离能电子的电离能(kJ/mol)六、电离能六、电离能练习练习1 1：一些气态原子失去核外不同电子所需的能量：一些气态原子失去核外不同电子所需的能量(kJ(kJ molmol-1 -1) )锂锂X XY Y第一个电子第一个电子519519502502580580第二个电子第二个电子729672964570457018201820第三个电子第三个电子11799117996920692027502750第四个电子第四

16、个电子955095501160011600(1)(1)为什么锂原子失去第二个电子所需能量远大于失去第一为什么锂原子失去第二个电子所需能量远大于失去第一个电子所需能量个电子所需能量? ?(2)X(2)X元素的硫酸盐的化学式为元素的硫酸盐的化学式为 。(3)Y(3)Y是周期表中是周期表中 族元素。族元素。Na2SO4IIIA练习练习2：下表列出了某短周期元素下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据的各级电离能数据 (用用I1、I2表示，单位为表示，单位为kJmol1)。I1I2I3I4R7401 5007 70010 500下列关于元素下列关于元素R的判断中一定正确的是的判断中一定正确的是 ()A

17、R的最高正价为的最高正价为3价价BR元素位于元素周期表中第元素位于元素周期表中第A族族CR元素的原子最外层共有元素的原子最外层共有4个电子个电子DR元素基态原子的电子排布式为元素基态原子的电子排布式为1s22s2B七、电负性七、电负性电负性电负性：用来描述不同元素的原子对：用来描述不同元素的原子对成键成键电子吸引力的大小。电子吸引力的大小。电负性越大，非金属性越强，反之越弱。电负性越大，非金属性越强，反之越弱。电负性大的元素集中在元素周期表的右上角，电负性小的元电负性大的元素集中在元素周期表的右上角，电负性小的元素位于元素周期表的左下角。素位于元素周期表的左下角。电负性最大的元素是氟，电负性最

18、小的元素是铯。短周期元电负性最大的元素是氟，电负性最小的元素是铯。短周期元素中电负性最小的是钠。素中电负性最小的是钠。 电负性也可以作为判断元素的金电负性也可以作为判断元素的金属性和非金属性强弱的尺度。一般来属性和非金属性强弱的尺度。一般来说，电负性大于说，电负性大于1.8的是非金属元素，的是非金属元素，小于小于1.8的是金属元素，而位于非金属的是金属元素，而位于非金属三角区边界的三角区边界的“类金属类金属”（如锗、锑（如锗、锑等）的电负性则在等）的电负性则在1.8左右，它们既有左右，它们既有金属性又有非金属性。金属性又有非金属性。 电负性差值小于电负性差值小于1.7的两种元素的的两种元素的原

19、子之间形成原子之间形成极性共价键极性共价键，相应的化，相应的化合物是共价化合物；电负性差值大于合物是共价化合物；电负性差值大于1.7的两种元素化合时，形成的两种元素化合时，形成离子键离子键，相应的化合物为相应的化合物为离子化合物离子化合物。练习练习1：电负性的大小也可以作为判断元素金属性和非金：电负性的大小也可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度。下列关于电负性的变化规律正确的是属性强弱的尺度。下列关于电负性的变化规律正确的是 A周期表从左到右，元素的电负性逐渐变大周期表从左到右，元素的电负性逐渐变大B周期表从上到下，元素的电负性逐渐变大周期表从上到下，元素的电负性逐渐变大C电负性越大，金

20、属性越强电负性越大，金属性越强D电负性越小，非金属性越强电负性越小，非金属性越强练习练习2：对：对Na、Mg、Al的有关性质的叙述正确的是的有关性质的叙述正确的是 A碱性：碱性：NaOHMg(OH)2Al(OH)3B第一电离能：第一电离能：NaMgMgAlD还原性：还原性：NaMgAlABD八、化学键八、化学键离子键：离子键：阴、阳离子间阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键。通过静电作用所形成的化学键。化学键：相邻原子间化学键：相邻原子间强烈强烈的相互作用。的相互作用。共价键：共价键：原子间原子间通过共用电子对所形成的化学键。通过共用电子对所形成的化学键。离子半径越小，离子所带电荷越多，作用

21、越强，含该键的熔沸点越高。离子半径越小，离子所带电荷越多，作用越强，含该键的熔沸点越高。无方向性及饱和性。无方向性及饱和性。经典共价键理论认为：成键的两原子核与共用电子对的静电作用。经典共价键理论认为：成键的两原子核与共用电子对的静电作用。现代价键理论（现代价键理论（VB法或电子配对法法或电子配对法）要点：）要点：自旋相反的自旋相反的成单电子成单电子相互接近时，核间电子密度较大，可形成稳定化学键。相互接近时，核间电子密度较大，可形成稳定化学键。共价键有饱和性。一个原子共价键有饱和性。一个原子有几个未成对电子有几个未成对电子，便可和几个自旋相反的，便可和几个自旋相反的 电子配对成键电子配对成键(

22、即形成几个化学键即形成几个化学键)。共价键有方向性。共价键尽可能沿着原子轨道最大重叠的方向形成。共价键有方向性。共价键尽可能沿着原子轨道最大重叠的方向形成。 (最大重叠原理最大重叠原理)HHHH键键ClClClClHClHCls-s 键键 s-p 键键p-p 键键 两个原子两个原子相互接近相互接近电子云重叠电子云重叠键的电子云键的电子云键键键：轨道以键：轨道以肩并肩方式重叠肩并肩方式重叠，镜像对称镜像对称键比键比键电子云重叠程度大，更稳定，优先形成键电子云重叠程度大，更稳定，优先形成键。键。键：轨道以键：轨道以头碰头方式重叠头碰头方式重叠，轴对称轴对称小小 结结2.以现代价键理论分析以现代价键

23、理论分析O2、N2分子中的共价键类型。分子中的共价键类型。1.Cl2分子中除了能形成分子中除了能形成键外，还能形成键外，还能形成键吗？键吗？思考：思考：不能不能O2分子中有分子中有1个个键和键和1个个键；键；N2分子中有分子中有1个个键和键和2个个键。键。结构式：结构式：用元素符号和短线表示分子中原子的排列和结合方式用元素符号和短线表示分子中原子的排列和结合方式 的式子。一对共用电子用一根短线表示，以此类推。的式子。一对共用电子用一根短线表示，以此类推。练习练习1：用结构式表示：用结构式表示H2、Cl2、HCl、O2、N2、CO2练习练习2：在氯化氢分子中，形成共价键的在氯化氢分子中，形成共价

24、键的原子轨道原子轨道是是A. 氯原子的氯原子的2p轨道和氢原子的轨道和氢原子的1s轨道轨道 B. 氯原子的氯原子的2p轨道和氢原子的轨道和氢原子的2p轨道轨道C.氯氯原子的原子的3p轨道和氢原子的轨道和氢原子的1s轨道轨道 D.氯氯原子的原子的3p轨道和氢原子的轨道和氢原子的3p轨道轨道C 练习练习3：下列物质分子中无下列物质分子中无键的是键的是 A.N2 B.O2 C.Cl2 D.C2H4C C练习练习4：73九、键参数：键能、键长、键角九、键参数：键能、键长、键角键能：键能：表示共价键的强弱，键能越大，键越牢固，表示共价键的强弱，键能越大，键越牢固， 由该键构成的分子越稳定由该键构成的分子

25、越稳定 。键长：键长：一般的说，键长越短，键能越大，共价键越牢固，一般的说，键长越短，键能越大，共价键越牢固， 由该键构成的分子越稳定。由该键构成的分子越稳定。键角：键角：决定分子的空间构型。决定分子的空间构型。常见的分子的键角：常见的分子的键角：CO2 180 H2O 104.5 NH3 107.3 CH4 109.5 十、十、等电子体原理等电子体原理：原子总数、最外层电子总数相同原子总数、最外层电子总数相同的分子或离子的分子或离子具有相具有相似的化学键似的化学键特征，它们的特征，它们的许多性质是相近许多性质是相近的。的。等电子体等电子体：原子数相同，最外层电子总数相同原子数相同，最外层电子

26、总数相同的分子的分子或离子。例如：或离子。例如：N2和和CO。练习练习1：能用键能大小解释的是（：能用键能大小解释的是（ ）A、N 2的化学性质比的化学性质比O2稳定。稳定。B、硝酸易挥发，硫酸难挥发。、硝酸易挥发，硫酸难挥发。 C、惰性气体一般难发生化学反应。、惰性气体一般难发生化学反应。D、通常情况下，、通常情况下，Br2呈液态，呈液态，I2呈固态。呈固态。A练习练习2：下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A、分子中键能越大，键越长，则分子越稳定。、分子中键能越大，键越长，则分子越稳定。B、只有非金属原子之间才能形成共价键。、只有非金属原子之间才能形成共价键。C、水分子可以表示为、水分

27、子可以表示为H-O-H，分子中键角，分子中键角180。D、H-O键键能键键能463 KJ/ mol ，故破坏，故破坏18克水分子中的克水分子中的H-O键时需要吸收的能量为键时需要吸收的能量为2X463 KJ。DC6H6平面六边形平面六边形十一、分子的立体结构十一、分子的立体结构CH3CH2OHCH3COOHC8H8CH3OHC60C20C70CO2直线形直线形H2OV形形NH3三角锥形三角锥形CH2O平面三角形平面三角形CH4正四面体形正四面体形C2H2直线形直线形思考：思考：同为三原子分子，同为三原子分子，CO2 和和 H2O分子的空间结构为何不同？分子的空间结构为何不同？（VSEPR）(用

28、以预测分子立体结构用以预测分子立体结构)十一、分子的立体结构十一、分子的立体结构 ABm 型分子型分子(离子离子)中的中的中心原子中心原子A周围的价电子对的周围的价电子对的几何构几何构型型，主要取决于价电子对数（主要取决于价电子对数（n），），价电子对尽量远离，使它们价电子对尽量远离，使它们之间斥力最小，能量最低，物质才能最稳定。之间斥力最小，能量最低，物质才能最稳定。实实 例例BeCl2BF3、BCl3CH4、CCl4NH4+立体结构立体结构VSEPR模型模型中心原子中心原子电电子对数目子对数目n直线形直线形 平面三角形平面三角形 正四面体正四面体 三角双锥体三角双锥体 正八面体正八面体分子

29、形状分子形状立体模型立体模型由由VSEPR推测分子推测分子(离子离子)的立体结构时有两种情况：的立体结构时有两种情况：一类是一类是中心原子上中心原子上无无孤对电子孤对电子。此时。此时n=m，它们的立体结构，它们的立体结构可用中心原子周围的原子数可用中心原子周围的原子数 m 来预测来预测。如。如CO2、CH2O、CH4等分子中的碳原子，等分子中的碳原子，分子的形状与分子的形状与VSEPR模型完全一致模型完全一致。注意：注意：分子中的双键、三键应视为一对电子。分子中的双键、三键应视为一对电子。另一类是另一类是中心原子上中心原子上有有孤对电子孤对电子(未用于形成共价键的电子对未用于形成共价键的电子对

30、)的分子，中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空的分子，中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并与成键电子对互相排斥。此时，间，并与成键电子对互相排斥。此时，n=m+孤对电子数孤对电子数，它们的立体结构它们的立体结构要综合要综合VSEPR模型及原子个数一起考虑模型及原子个数一起考虑。例。例如：如：H2O和和NH3的中心原子分别有的中心原子分别有2 对和对和1对孤对电子，跟中对孤对电子，跟中心原子周围的心原子周围的键加起来都是键加起来都是4，它们相互排斥，形成四面体，它们相互排斥，形成四面体（注意有稍微的变形注意有稍微的变形），因而），因而H2O分子呈分子呈V形，形，NH3分子呈

31、三分子呈三角锥形。角锥形。思考：请分析思考：请分析BF3、SO2、H2S、H3O+、HCN的分子形状。的分子形状。思考：以现代价键理论分析思考：以现代价键理论分析CH4、H2O的形成及分子形状。的形成及分子形状。 价层电子对互斥模型虽能较好的解释化合物分子的空间构价层电子对互斥模型虽能较好的解释化合物分子的空间构形，却无法解释许多深层次的问题，如无法解释甲烷中四个形，却无法解释许多深层次的问题，如无法解释甲烷中四个 C-H键形成及键形成及HC H的键角为的键角为109 28。因为按照我们已。因为按照我们已经学过的价键理论，甲烷只能形成经学过的价键理论，甲烷只能形成2个个C H单键，而且其键单键

32、，而且其键角应是角应是90 。如何解释甲烷的正四面体构型呢。如何解释甲烷的正四面体构型呢。碳原子碳原子:为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论。为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论。四个杂化后的轨道完全相同，能与四个自旋方向相反的电子形成四个共价键。四个杂化后的轨道完全相同，能与四个自旋方向相反的电子形成四个共价键。再由再由VSEPR模型知道，其空间结构为正四面体形。模型知道，其空间结构为正四面体形。轨道轨道（改进的现代价键理论）（改进的现代价键理论）十一、分子的立体结构十一、分子的立体结构 杂化杂化：原子内部：原子内部能量相近能量相近的原子轨道，在外界条件的原子轨道，在外界条件影响下重

33、新组合的过程叫原子轨道的杂化影响下重新组合的过程叫原子轨道的杂化 杂化轨道杂化轨道：原子轨道组合杂化后形成的一组新轨道：原子轨道组合杂化后形成的一组新轨道 杂化轨道类型杂化轨道类型：sp、sp2、sp3、d2sp3 杂化结果杂化结果：重新分配能量和空间方向，组成数目相：重新分配能量和空间方向，组成数目相等成键能力更强的原子轨道等成键能力更强的原子轨道 杂化轨道只用于容纳杂化轨道只用于容纳键和孤对电子键和孤对电子sp3杂化，杂化，形成正四形成正四面体形面体形思考：思考：你现在知道为什么你现在知道为什么NH3、H2O的的键角不是键角不是90 ，而是接近，而是接近109 的的原因了吗？原因了吗？N、

34、O原子进行了原子进行了sp3杂化。杂化。O原子原子的杂化的杂化sp 杂化杂化：同一原子中同一原子中 ns-np 杂化成新轨道；一个杂化成新轨道；一个 s 轨道和一个轨道和一个 p 轨道杂化组合成两个新的轨道杂化组合成两个新的 sp 杂化轨道。杂化轨道。 除除sp3杂化轨道杂化轨道外，还有外，还有sp杂化轨道杂化轨道和和sp2杂化轨道杂化轨道。sp杂杂化轨道由化轨道由1个个s轨道和轨道和1个个p轨道杂化而得；轨道杂化而得；sp2杂化轨道由杂化轨道由1个个s轨轨道和道和2个个p轨道杂化而得。轨道杂化而得。思考：思考：请以杂化轨道理论解释乙炔请以杂化轨道理论解释乙炔(C2H2)。spsp杂化：夹角为

35、杂化：夹角为180180的直线形杂化轨道。的直线形杂化轨道。BeCl2分子形成分子形成激发激发2s2pBe基态基态2s2p激发态激发态杂化杂化键合键合直线形直线形sp杂化态杂化态直线形直线形化合态化合态Cl Be Cl180 spsp杂化：夹角为杂化：夹角为180180的直线形杂化轨道。的直线形杂化轨道。sp2 杂化杂化：同一原子中同一原子中 ns-np 杂化成新轨道；一个杂化成新轨道；一个 s 轨道和轨道和两两个个 p 轨道杂化组合成两个新的轨道杂化组合成两个新的 sp2 杂化轨道。杂化轨道。思考：思考：请以杂化轨道理论解释乙炔请以杂化轨道理论解释乙炔(C2H4)。spsp2 2杂化：夹角为

36、杂化：夹角为120120的平面三角形形杂化轨道。的平面三角形形杂化轨道。sp2 杂化轨道间的夹角是杂化轨道间的夹角是120度，分子的几何构型为平面正三角形度，分子的几何构型为平面正三角形2s2pB的基态的基态2s2p激发态激发态正三角形正三角形sp2 杂化态杂化态BF3分子形成分子形成BFFFClBCl1200Cl杂化类型杂化类型spsp2sp3参与杂化的原子轨道参与杂化的原子轨道1s + 1p1s + 2p1s + 3p杂杂 化化 轨轨 道道 数数2个个sp杂化轨道杂化轨道3个个sp2杂化轨道杂化轨道4个个sp3杂化轨道杂化轨道杂化轨道杂化轨道间夹角间夹角180 ? 1120 ? 1109

37、? 1 28 空空 间间 构构 型型直直 线线正三角形正三角形正四面体正四面体实例实例BeCl2 , C2H2BF3 , C2H4CH4 , CCl4 写出下列分子的路易斯结构式写出下列分子的路易斯结构式(是用短线表示键合电子是用短线表示键合电子,小黑点表示未键合的价电子的结构式小黑点表示未键合的价电子的结构式)并指出中心原子可能并指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。 (1)PCl3 (2)BCl3 (3)CS2 (4) C12O解析：解析：. . . . .(1) PCl3： sp3 三角锥形三角锥形PClCl. .Cl. .C

38、l. .(2)BCl3 ： sp2 平面三角形平面三角形BCl. . .Cl. . .(3)CS2 ： sp 直线形直线形C = =S= =S. . . . . (4) C12O： sp3 V形形O. . .Cl. . .Cl. . .1.下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 ( )ACO2与与SO2 BCH4与与NH3 CBeCl2与与BF3 DC2H2与与C2H42.对对SO2与与CO2说法正确的是说法正确的是( ) A都是直线形结构都是直线形结构 B中心原子都采取中心原子都采取sp杂化轨道杂化轨道 C S原子和原子和C原子上都没有孤对电子原

39、子上都没有孤对电子 D SO2为为V形结构，形结构， CO2为直线形结构为直线形结构DB练练 习习十一、分子的立体结构十一、分子的立体结构(1)配位键配位键a.定义：定义：提供孤电子对提供孤电子对的原子与的原子与接受孤电子对的原子接受孤电子对的原子之间形成的之间形成的共价键共价键b.配位键的形成条件：配位键的形成条件：一方提供一方提供孤电子对孤电子对( (配位体配位体) )一方提供一方提供空轨道空轨道(中心元素中心元素)c.配位键的表示方法：配位键的表示方法：电子对给予体电子对给予体( (配位体配位体) )电子对接受体电子对接受体( (中心元素中心元素) )例如例如NH4+中有一个共价键为配位

40、键。中有一个共价键为配位键。NHHHH+练习练习2：下列各种说法中错误的是（：下列各种说法中错误的是（ ）A、形成配位键的条件是一方有空轨道一方有孤对电子。形成配位键的条件是一方有空轨道一方有孤对电子。B、配位键是一种特殊的共价键。、配位键是一种特殊的共价键。C、配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子。、配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子。D、共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子。、共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子。D练习练习1：下列分子或离子中都存在着配位键的是：下列分子或离子中都存在着配位键的是 ( )ANH3、H2O BNH4 + 、H3O+ CN2、HClO

41、 D Cu(NH3) 42+ 、PCl3B 十一、分子的立体结构十一、分子的立体结构(2)配合物配合物a.定义：定义：通常把通常把金属金属离子离子(或原子或原子)与某些分子或离子与某些分子或离子(称为配体称为配体)以配位键以配位键结合形成的结合形成的化合物化合物称为配位化称为配位化合物，简称配合物。合物，简称配合物。b.配合物的组成：配合物的组成：( (内界配离子内界配离子) )读作：读作：硫酸四水合铜硫酸四水合铜(II)中心离子中心离子 SO4Cu(H2O)4配位数配位数配体配体外界离子外界离子CuOH2H2OH2OH2O2+读作：读作：四水合铜四水合铜(II)离子离子c.配合物的命名配合物

42、的命名配离子配离子(从右向左，配位数从右向左，配位数配体配体合合中心原子中心原子(价态价态)配合物配合物类似于酸、碱、盐类似于酸、碱、盐Cu(NH3)4 SO4K3Fe(CN)6 Ag(NH3)2OH KPt(NH3)Cl3练习：给下列配合物命名练习：给下列配合物命名六氰六氰合合铁铁(III)酸酸钾钾氢氧氢氧化化二氨二氨合合银银(I)三氯三氯 一氨一氨合合铂铂(II)酸钾酸钾硫酸四氨硫酸四氨合合铜铜(II)思考：中心离子与配体形成配合物后，其性质有没有思考：中心离子与配体形成配合物后，其性质有没有发生变化呢？发生变化呢？实验事实实验事实1:如果在硫酸铜溶液中加入氨水，首先可得到如果在硫酸铜溶液

43、中加入氨水，首先可得到Cu(OH)2沉淀，继续加入氨水，则沉淀溶解而得到深蓝沉淀，继续加入氨水，则沉淀溶解而得到深蓝色溶液。色溶液。这是因为加入过量的氨水，这是因为加入过量的氨水，NH3分子与分子与Cu2+生生成了深蓝色的复杂离子成了深蓝色的复杂离子Cu(NH3)42+。 写出络离子的结写出络离子的结构简式及实验中发生的两个反应的离子方程式。构简式及实验中发生的两个反应的离子方程式。2+CuNH3H3NNH3NH3Cu 2+ +2NH3 .H2O Cu(OH)2 +2 NH4+ Cu(OH)2 + 4NH3 . H2O Cu(NH3) 42+ +2OH-+4H2O蓝色沉淀蓝色沉淀深蓝色溶液深蓝

44、色溶液思考：氢氧化铜跟氨水均是弱碱，两者络合后溶液碱思考：氢氧化铜跟氨水均是弱碱，两者络合后溶液碱性会怎样变化？性会怎样变化？实验事实实验事实2:如如NaCN，KCN有剧毒，但亚铁氰化钾有剧毒，但亚铁氰化钾（K4 Fe(CN)6）和铁氰化钾（）和铁氰化钾（K3Fe(CN)6）虽然都）虽然都含有氰根，却没有毒性，含有氰根，却没有毒性，这是因为亚铁离子或铁离这是因为亚铁离子或铁离子与氰根离子结合成牢固的复杂离子，子与氰根离子结合成牢固的复杂离子，失去了原有失去了原有的性质。的性质。 解释：解释：配合物溶于水易电离为内界配离子和外界离子，配合物溶于水易电离为内界配离子和外界离子，而而内界内界的配位体

45、和中心原子的配位体和中心原子通常很难电离，通常很难电离，可以把它可以把它视为弱电解质来处理。视为弱电解质来处理。十一、分子的立体结构十一、分子的立体结构(2)配合物配合物d.形成配合物时性质的改变形成配合物时性质的改变l颜色的改变颜色的改变:如如Fe3+ + nSCN- = Fe(SCN)n(n-3)-l溶解度的改变：溶解度的改变：l酸碱性的改变：酸碱性的改变：练习：向下列配合物的水溶液中加入练习：向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液，溶液，不能生成不能生成 AgCl沉淀的是（沉淀的是（ ）A:Co(NH3) 4Cl2 ClB:Co(NH3) 3Cl3 C:Co(NH3)6 Cl3D:Co

46、(NH3)5Cl Cl2B十二、分子的性质十二、分子的性质共用电子对无偏向共用电子对无偏向（电荷分布均匀电荷分布均匀）共用电子对有偏向共用电子对有偏向（电荷分布不均匀电荷分布不均匀）共价键共价键非极性键非极性键极性键极性键电子偏向吸引电子能力强的原子电子偏向吸引电子能力强的原子(电负性大、非金属性强电负性大、非金属性强)例如例如HCl分子中：分子中：+ -H Cl极性分子极性分子: :正电中心和负电中心不重合正电中心和负电中心不重合非极性分子非极性分子: :正电中心和负电中心重合正电中心和负电中心重合常见的极性分子和非极性分子常见的极性分子和非极性分子分子结构对称则为非极性分子；不对称则为极性

47、分子。分子结构对称则为非极性分子；不对称则为极性分子。 分子的极性是分子中分子的极性是分子中化学键的极性的向量和化学键的极性的向量和。当。当分子中各个键的极性的向量和等于零时，是非极性分分子中各个键的极性的向量和等于零时，是非极性分子，否则是极性分子。子，否则是极性分子。只含非极性键的分子一定是非极性分子。只含非极性键的分子一定是非极性分子。单质分子：单质分子：Cl2、N2、P4、O2直线形分子：直线形分子：CO2、CS2、C2H2正四面体：正四面体：CH4、CCl4、CF4常见的极性分子常见的极性分子双原子分子：双原子分子：HCl、NO、IBrV型分子：型分子：H2O、H2S、SO2三角锥形

48、分子：三角锥形分子：NH3、PH3非正四面体：非正四面体：CHCl3常见的非极性分子常见的非极性分子1含有非极性键的离子化合物是含有非极性键的离子化合物是 ( ) A. NaOH B .Na2O2 C.NaCl D .NH4Cl2下列元素间形成的共价键中，极性最强的是下列元素间形成的共价键中，极性最强的是 ( )A.FF B.HF C.HClD.HOBB练练 习习十二、分子的性质十二、分子的性质(1)范德华力：范德华力：分子之间的相互作用力，很弱，比化分子之间的相互作用力，很弱，比化学键小学键小12个数量级。只能在很小的范围内存在。个数量级。只能在很小的范围内存在。不属于化学键不属于化学键。(

49、2)影响范德华力大小的因素影响范德华力大小的因素结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大。大。如卤素单质。如卤素单质。分子极性越强，范德华力越大。分子极性越强，范德华力越大。(3)范德华力对物质性质的影响范德华力对物质性质的影响 范德华力影响物理性质（熔、沸点及溶解度等）范德华力影响物理性质（熔、沸点及溶解度等） 分子间范德华力越大，熔沸点越高分子间范德华力越大，熔沸点越高思考：（思考：（1）将干冰气化，破坏了）将干冰气化，破坏了CO2晶体的晶体的 。（2）将）将CO2气体溶于水，破坏了气体溶于水，破坏了CO2分子分子 。（3）解释）解释CH4

50、及及CF4是气体，是气体，CCl4是液体，而是液体，而CI4是固体的原因。是固体的原因。 十二、分子的性质十二、分子的性质(1) 氢键：氢键：是一种特殊的分子间作用力。是一种特殊的分子间作用力。由由已经与电已经与电负性很强的原子形成共负性很强的原子形成共 价键的价键的氢原子与另一分子中氢原子与另一分子中电负性很强的原子电负性很强的原子之间的作用力。之间的作用力。不属于化学键不属于化学键。例如：在例如：在HF中中 F 的电负性相当大的电负性相当大, 电子对强烈地偏向电子对强烈地偏向 F, 而而 H 几乎成了质子几乎成了质子(H+), 这种这种 H 与另一个与另一个HF分子中电负性相当大、分子中电

51、负性相当大、半径小的半径小的F相互接近时相互接近时, 产生一种特殊的分子间力产生一种特殊的分子间力 氢键。氢键。(2)一般一般表示表示为为: XH-Y（其中（其中X、Y为为F、O、N） 表示式中的实线表示共价键，虚线表示氢键。表示式中的实线表示共价键，虚线表示氢键。 (3)形成的两个条件形成的两个条件: 与电负性大且半径小的原子与电负性大且半径小的原子(F, O, N)相连的相连的H ; 在附近有电负性大，半径小的原子在附近有电负性大，半径小的原子(F, O, N). (4)氢键对物质性质的影响氢键对物质性质的影响：分子间氢键使物质分子间氢键使物质熔沸点熔沸点升高。升高。若分子能与水分子间形成

52、氢键，若分子能与水分子间形成氢键，溶解度溶解度增大。增大。-150-125-100-75-50-2502550751002345CH4SiH4GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸点沸点/周期周期一些氢化物的沸点一些氢化物的沸点分子间有氢键，沸点比同主族其它氢化物高分子间有氢键，沸点比同主族其它氢化物高分子间有氢键，分子间有氢键，溶解度很大。溶解度很大。十二、分子的性质十二、分子的性质(5) 氢键的存在：氢键的存在：分子间氢键、分子内氢键分子间氢键、分子内氢键下列关于氢键的说法中正确的是下列关于氢键的说法中正确的是( )A、每个水分子内含

53、有两个氢键、每个水分子内含有两个氢键B、在所有的水蒸气、水、冰中都含有氢键、在所有的水蒸气、水、冰中都含有氢键C、分子间能形成氢键，使物质的熔沸点升高、分子间能形成氢键，使物质的熔沸点升高D、HFHF稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键 练练 习习C(1)影响物质溶解性的因素影响物质溶解性的因素 影响固体溶解度的主要因素是影响固体溶解度的主要因素是温度温度。 影响气体溶解度的主要因素是温度和压强。影响气体溶解度的主要因素是温度和压强。十二、分子的性质十二、分子的性质(2)相似相溶原理：相似相溶原理： 非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，非极性溶质一般能溶于非极性

54、溶剂， 极性溶质一般能溶于极性溶剂。极性溶质一般能溶于极性溶剂。具体应用：具体应用：水是极性溶剂，极性溶质比非极性溶质在水中的溶解度大。水是极性溶剂，极性溶质比非极性溶质在水中的溶解度大。 例如离子晶体、强酸等是极性溶质，在水中的溶解度较大。例如离子晶体、强酸等是极性溶质，在水中的溶解度较大。大多数有机物、大多数有机物、Br2、I2在苯、汽油、四氯化碳中的溶解度较大在苯、汽油、四氯化碳中的溶解度较大溶剂和溶质之间存在的氢键越强，溶解性越好。溶剂和溶质之间存在的氢键越强，溶解性越好。分子结构越相似，溶解性越好。分子结构越相似，溶解性越好。(3)如果溶质与水发生化学反应可增大其溶解度。如果溶质与水发生化学反应可增大其溶解度。PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，一种