【竞赛讲座】化学竞赛高阶思维-持续发展的方略与技法课件

化学竞赛高阶思维——持续发展的方略与技法1化学竞赛高阶思维1一、全国形势奥赛今后发展的趋势：越演越热，尖端竞争加剧，内容加深加广。自主招生政策的趋势：学科奥赛获奖是唯一的条件且须是省一等奖以上，挑战性增强。奥赛经历是锤炼人生高中阶段一个非常优秀的平台，是人生走向世界平台的一扇窗口之一。身在其中，自有乐趣与收获！2一、全国形势2二、历程1.竞赛流程：每年5月份福建省初赛，入围7月份下旬的省复赛；每年7月份省复赛夏令营活动，入围8月底国初；每年8月底全国初赛，决出省一等奖65名左右，入围省队资格赛约前26名；每年10月上旬省实验考核和理论考核决出省队13名；每年10、11月省队培训；每年11月份底全国决赛，决出国家集训队前50名，保送清华北大；国一降本一线等；第二年３月20天左右，国家集训决出国家队4名；第二年６月国家队培训；第二年７月国际比赛。3二、历程1.竞赛流程：3第一阶段：初三入学至高一入学前（暑假时间），辅导高中化学知识体系的内容第二阶段：高一9月份至高二12月份（9月~9月~12月），共计15个月，辅导化学竞赛专题内容，内容可分为六大块：无机、有机、物化、结构、分析、配位。第三阶段：高二下学期至高三上学期（2月~11月），参加逐级的考试：省初赛（5月）→省复赛（7月）→全国初赛（8月）→省队选拔考试（10月）→全国决赛（11月）。第四阶段：高三下学期至暑假（2月~7月），国家集训队→国家队→国际赛。2.辅导流程：4第一阶段：初三入学至高一入学前（暑假时间），辅导高中化学知识3.个人经历：广州中山大学决赛53.个人经历：广州52007年8月南安南山62007年8月南安62008年1月南京大学决赛72008年1月南京大学决赛72008年7月匈牙利布达佩斯82008年7月匈牙利布达佩斯899高中化学知识内容的延伸和化学竞赛专题模块：1号~36号元素及单质、化合物的知识和原理（结构、性质、制备、用途等）；分析反应的推动力元素周期律、原子结构（原子轨道能量公式、屏蔽效应、节面、径向分布、角度分布等）、分子轨道（分子点群）；物理化学（热化学、电化学、化学平衡等理论）；分析化学（平衡为核心）；有机化学（机理、原理、命名、结构式、反应类型、官能团等，核心为平衡）；配位化学的初步知识（结构理论应用）。三、竞赛内容分析每一个结构，反应的推动力，构建平衡思想，都会转化为以后解决问题的思考方式。10高中化学知识内容的延伸和化学竞赛专题模块：三、竞赛内容分析每配位漂白粉中有效氯的测定，碘量法（氧化还原反应）测氯的含量或沉淀滴定法测氯的含量，EDTA络合滴定法测钙的含量。分析物化“高阶思维”培养典例共价单键，键能243kJ/mol（热力学稳定状态）。hv易均裂，氯自由基。水溶液或CCl4中异裂Cl+不稳定，Cl-稳定，电子式与8隅律。电子亚层。分子间作用力。非极性分子。分子晶体，点群。结构无机有机可逆反应：Cl2+H2OHCl+HClO加入碳酸钙，促进平衡移动，制备次氯酸溶液。标准平衡常数4.2×10-4（热化学理论）。φθCl2/Cl-=1.36v，φθHClO

/Cl2=1.63v，φθHClO

/Cl-=1.49v，能斯特方程计算出pH>4，歧化反应，pH<4，归中反应（电化学理论与酸碱性条件的关系）。氧化性（电极电势1.36v），碱性下歧化反应（1.36v>0.42v）。制备。HCl、离子型和共价性氯化物(NaCl、AlCl3、FeCl3、SnCl2、BCl3、SiCl4、BiCl3、PCl5、CCl4等)、ICl、氧化物ClO2、含氧酸及盐：次氯酸（钠）、亚氯酸、氯酸（钾）、高氯酸（铵）；拟卤素：CN-、OCN-、SCN-、N3-。同一主族的溴、碘元素。各种物质的性质、转化与制备。配位键，大分子、大离子，AlCl4-、FeCl4-、PCl6-、CuCl42-、AuCl4-、SnCl62-、ZnCl42-。成键数目：作配位原子时为1，作中心原子时为1、3、5、7，如氧化物和含氧酸根。自由基取代反应，生成氯代烃。亲电加成反应，生成二氯代烃。Cl211配位漂白粉中有效氯的测定，碘量法（氧化还原反应）测氯的含量或四、辅导资料《赛前集训高中化学竞赛专题辅导》施华编著华东师范大学出版社《高中化学奥林匹克同步教材》第一册、第二册、综合卷

（吴国庆等）西南师范大学出版社《化学竞赛教程》总主编王祖浩高一年级叶佩玉、施华编著高二年级邓立新主编高三年级王祖浩、张永久等《化学奥林匹克竞赛题解精编》王金理魏先文黄晓华编１９９３年～１９９８年南京大学出版社《中国化学奥林匹克竞赛试题解析》裴坚卞江编著北京大学历届的试卷（1986~2016，30年，2017年为第31届）12四、辅导资料《赛前集训高中化学竞赛专题辅导》施华编著《无机元素化学》刘新锦朱亚先高飞主编科学出版社《无机化学》上、下册第四版北京师范大学、华中师范大学

、南京师范大学无机化学教研室编高等教育出版社《无机化学丛书》18册《元素化学》上、中、下册格林伍德《无机化学》中科大张祖德编著《基础有机化学》第四版上、下册刑其毅等编

高等教育出版社《有机反应机理书写艺术》《有机人名反应》

《分析化学》武汉大学出版《物理化学》厦门大学出版《配位化学》厦门大学出版《结构化学》厦门大学出版13《无机元素化学》刘新锦朱亚先高飞主编科学出版社《无机1414五、化学学科学习的高阶思维中的技法1.熟练掌握工具：锯架式、纽曼式、费歇尔投影式等画空间立体图。2.能以x轴、y轴、z轴为轴向将三维立体图转换为二维平面图。逆向：能将二维平面图转换为三维空间图的高阶思维。3.熟练应用杂化轨道理论，价层电子对互斥理论，分子轨道理论，共振式、路易斯结构理论分析分子结构和化学键。现代价键理论、光谱、对称性三大化学理论！15五、化学学科学习的高阶思维中的技法15实例1：乙烷锯架式16实例1：乙烷锯架式16沿键轴方向观察，纽曼式三维到二维的转变17沿键轴方向观察，纽曼式17沿键轴方向观察，纽曼式三维到二维的转变18沿键轴方向观察，纽曼式18锯架式锯架式纽曼式锯架式纽曼式三维到二维的转变19锯架式锯架式纽曼式锯架式纽曼式三维到二维的转变19三维到二维的转变20三维到二维的转变20实例2：酒石酸和葡萄糖三维到二维的转变Fisher投影式：是一种简化了的在两维空间里描述四面体的碳原子和其取代基的方法。分子用十字交叉号表示，中心碳原子位于交叉点。水平线表示键朝向观察者，竖直线表示键远离观察者。21实例2：酒石酸和葡萄糖三维到二维的转变Fisher投影式：是222223232424应用：Cram规则25应用：Cram规则252626葡萄糖三维图与二维图的相互转变27葡萄糖三维图与二维图的相互转变272828实例3：平面到立体杜瓦苯29三棱柱、苯思考：对称性？实例3：平面到立体杜瓦苯29三棱柱、苯思考：对称性？实例4：晶胞立体到平面硼化镁NiO在氧化铝表面的填隙30实例4：晶胞立体到平面硼化镁NiO在氧化铝表面的填隙30磷化硼正当晶胞沿着体对角线方向的投影（用实线圆圈表示P原子的投影，用虚线圆圈表示B原子的投影）31磷化硼正当晶胞沿着体对角线方向的投影（用实线圆圈表示P原子的无水MgCl2晶体：六方晶胞32无水MgCl2晶体：六方晶胞32六亚甲基四胺是一个与金刚烷结构类似的杂环多面体化合物。请画出其沿着三重和二重旋转轴的投影图33六亚甲基四胺是一个与金刚烷结构类似的杂环多面体化合物。请画出HMTA：34HMTA：34尖晶石结构Fe3O4:(II)1(III)235尖晶石结构353636两层铝原子填入八面体情况Al2O3晶体结构的二维图37两层铝原子填入八面体情况Al2O3晶体结构的二维图37三层铝原子填入八面体情况38三层铝原子填入八面体情况383939γ-Al2O3:面心立方最密堆积研究表明，γ-Al2O3中的O2-具有NaCl晶体中Cl-的堆积方式，γ-Al2O3的主要暴露面为C层或D层（如图1所示），它们的暴露机会均等，分布在该面上的O2-和Al3+如图2所示。在C层和D层的单位网格（即图2中的方框）内分别有几个处于由体相暴露出来的四面体空隙中的Al3+和八面体空隙中的Al3+？40γ-Al2O3:面心立方最密堆积研究表明，γ-Al2O3中的ABC堆积为三方石墨；AB堆积为六方。沿六元环的某边平移一条边距离41ABC堆积为三方石墨；AB堆积为六方。41现代价键理论+光谱+对称性42现代价键理论+光谱+对称性42原子轨道43原子轨道434444波函数ψ的是一个三维空间的函数，可写成仅包函半径变量r的径向部分R(r)和角度变量的角度部分Y(,)两个函数的乘积，即ψ=R(r).Y(,)。以Y(,)对,作图便得到波函数角度分布图。45波函数ψ的是一个三维空间的函数，可写成仅包

1s,2s,3s电子云的剖面图径向节面数=n-l-1461s,2s,3s电子云的剖面图径向节面数Y(,)Y2(,)电子云图形没有正负号注：正负号仅表示Y值是正或还是负值,并不代表电荷.47Y(,)Y2(,)电子云图形没有正负号注：正径向节面数=n-l-1角度节面数=l总节面数=n-1这些图只单纯考虑角度部分而绘制得到的,曲面上各点离原点的距离,只代表Y值的大小,而不代表离核的距离.综合考虑原子轨道：48径向节面数=n-l-1角度节面数=l这些图只单纯考虑角度部分66d态电子云分布图4966d态电子云分布图49构造原理1.泡利不相容原理：同一原子中不能存在运动状态完全相同的电子;或者说同一原子中不能存在四个量子数完全相同的电子.2.在不违背Pauli不相容原理的前提下,核外电子在各原子轨道的排布方式应使整个原子系统能量处于最低状态.3.电子分布到能量相同的轨道(等价轨道)上排布时,总是尽先以相同的自旋状态[平行自旋]分占m不同的轨道.50构造原理50能级组：n+0.7l

83Bi:[Xe]4f145d106s26p351能级组：n+0.7l83Bi:对氢原子,Z=1对于单电子原子(氢原子和类氢离子)的能量E:n=1,E1=-13.6eVn=2,E2=-3.40eV

……单电子体系，能量完全由n

决定。52对氢原子,Z=1对于单电子原子(氢原子和类氢离普朗克的量子论时间、速度、长度、面积电量：最小的单位是一个电子的电量，为 1.60210-19库仑。Q=nF（F=96500C/mol）MaxPlanck1858-1947，德国微观世界中，能量不能连续变化，只能以某一最小单位的整数倍变化，此最小单位为“量子”。以光的形式传播时，称为光量子。E=h=h·c/λh=6.62610-34Js

1eV=96.5kJ/mol金刚石禁带宽度5.3eV；共价键>3eV;400nm对应3.1eV770nm对应1.6eV。53普朗克的量子论时间、速度、长度、面积电量：最小的单位是一个电应用1：2017全国卷I-35.（1）元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为_______nm（填标号）。A．404.4 B．553.5C．589.2 D．670.8 E．766.5波数25641cm-112987cm-154应用1：波数25641cm-112987cm-154应用2：55应用2：55应用3：56应用3：56相同的比色皿（忽略反射光）57相同的比色皿（忽略反射光）57应用4：58应用4：58应用5：59应用5：596060原子参数：原子量、原子半径、第一电离能、电子亲和能、电负性离子势：φ=（z-σ）/r钻穿效应：4s<3d；惰性电子对效应屏蔽效应：61原子参数：原子量、原子半径、第一电离能、电子亲和能、电负性6（n-l）个峰62（n-l）个峰62636364电负性数值64电负性数值价键理论65价键理论656666676768686969推测机理：70推测机理：7071谢谢71谢谢【竞赛讲座】化学竞赛高阶思维—持续发展的方略与技法课件7273sp3杂化轨道甲烷分子碳原子的sp3杂化轨道碳原子的sp2杂化轨道乙烯分子乙炔分子碳原子的sp杂化轨道

C元素位于第二周期IVA族，C的电子构型为1s22s22p2。

在有机化合物中,碳并不直接以原子状态参与形成共价键,而是先杂化,后成键。碳原子有3种杂化形式—sp3、sp2

和sp

杂化。73sp3杂化轨道甲烷分子碳原子的sp3杂化轨道碳原子的sp74SP3杂化：

SP2杂化：

SP杂化：

7474SP3杂化：SP2杂化：SP杂化：74

（1）不同杂化方式的轨道形状、s

成分的多少及不同杂化碳原子的电负性：

（2）键与键的差异：

A.存在的情况:键可单独存在于任何共价键中B.键的形成情况：键成键轨道沿轴向在直线上相互重叠C.电子云的分布情况：电子云在键轴上，呈圆柱形分布D.键的性质：键键能大、可极化度较小、可旋转75（1）不同杂化方式的轨道形状、s成分的多少及不同杂76乙烷76乙烷77反应活泼中间体与杂化轨道

在反应过程中，成键的碳原子由于共价键的断裂方式不同可以形成带有正电荷、负电荷或一个未成对电子的碳原子，这些碳原子分别被称为碳正离子（carboncations）、碳负离子（carbonanions）或碳自由基（carbonradicals）。77反应活泼中间体与杂化轨道在反应过程中，成键的78787979808081配位键，又称配位共价键，或简称配键，是一种特殊的共价键。当共价键中共用的电子对是由其中一原子独自供应，另一原子提供空轨道时，就形成配位键。配位键形成后，就与一般共价键无异。成键的两原子间共享的两个电子不是由两原子各提供一个，而是来自一个原子。例81配位键，又称配位共价键，或简称配键，是一种特殊的共价键。828283丙烯83丙烯8484（2011年25届第10题）：亲电试剂（正电荷）85（2011年25届第10题）：85推测机理：86推测机理：86有机反应往往具有可逆性。87有机反应往往具有可逆性。87提示：DMF和POCl3先生成C+中间体，再发生苯环的亲电取代88提示：DMF和POCl3先生成C+中间体，再发生苯环的亲电取8989POCl3

脱水剂90POCl3脱水剂90关键是烯醇互变91关键是烯醇互变91结构模型92结构模型9293939494价层电子对互斥(1)配位原子为F、Cl、Br、I、H时，均+1(2)配位原子为O(或S)时，视下列情况来定：

A(中心原子)-O-H：+1A(中心原子)-O：则不加也不减(3)配位原子为N(或P)时，视下列情况来定：

A(中心原子)-N(H)2：+1A(中心原子)-NH：不加也不减

A(中心原子)-N：

-195价层电子对互斥(1)配位原子为F、Cl、Br、I、H时，均96969797例：预测立体构型及杂化方式。ClO2（键角117。）、Zn(C2H5)2、Al(C2H5)3、Bi(C2H5)3、Pb(C2H5)4、NH2OH、XeO2F2、NO2、N2F+98例：预测立体构型及杂化方式。989999等电子体原理100等电子体原理100分子轨道理论101分子轨道理论101102102103103104104105105106106107107108108109109110110111111112112113113114114115115116116117117对称性118对称性118119119120120121谢谢121谢谢化学竞赛高阶思维——持续发展的方略与技法122化学竞赛高阶思维1一、全国形势奥赛今后发展的趋势：越演越热，尖端竞争加剧，内容加深加广。自主招生政策的趋势：学科奥赛获奖是唯一的条件且须是省一等奖以上，挑战性增强。奥赛经历是锤炼人生高中阶段一个非常优秀的平台，是人生走向世界平台的一扇窗口之一。身在其中，自有乐趣与收获！123一、全国形势2二、历程1.竞赛流程：每年5月份福建省初赛，入围7月份下旬的省复赛；每年7月份省复赛夏令营活动，入围8月底国初；每年8月底全国初赛，决出省一等奖65名左右，入围省队资格赛约前26名；每年10月上旬省实验考核和理论考核决出省队13名；每年10、11月省队培训；每年11月份底全国决赛，决出国家集训队前50名，保送清华北大；国一降本一线等；第二年３月20天左右，国家集训决出国家队4名；第二年６月国家队培训；第二年７月国际比赛。124二、历程1.竞赛流程：3第一阶段：初三入学至高一入学前（暑假时间），辅导高中化学知识体系的内容第二阶段：高一9月份至高二12月份（9月~9月~12月），共计15个月，辅导化学竞赛专题内容，内容可分为六大块：无机、有机、物化、结构、分析、配位。第三阶段：高二下学期至高三上学期（2月~11月），参加逐级的考试：省初赛（5月）→省复赛（7月）→全国初赛（8月）→省队选拔考试（10月）→全国决赛（11月）。第四阶段：高三下学期至暑假（2月~7月），国家集训队→国家队→国际赛。2.辅导流程：125第一阶段：初三入学至高一入学前（暑假时间），辅导高中化学知识3.个人经历：广州中山大学决赛1263.个人经历：广州52007年8月南安南山1272007年8月南安62008年1月南京大学决赛1282008年1月南京大学决赛72008年7月匈牙利布达佩斯1292008年7月匈牙利布达佩斯81309高中化学知识内容的延伸和化学竞赛专题模块：1号~36号元素及单质、化合物的知识和原理（结构、性质、制备、用途等）；分析反应的推动力元素周期律、原子结构（原子轨道能量公式、屏蔽效应、节面、径向分布、角度分布等）、分子轨道（分子点群）；物理化学（热化学、电化学、化学平衡等理论）；分析化学（平衡为核心）；有机化学（机理、原理、命名、结构式、反应类型、官能团等，核心为平衡）；配位化学的初步知识（结构理论应用）。三、竞赛内容分析每一个结构，反应的推动力，构建平衡思想，都会转化为以后解决问题的思考方式。131高中化学知识内容的延伸和化学竞赛专题模块：三、竞赛内容分析每配位漂白粉中有效氯的测定，碘量法（氧化还原反应）测氯的含量或沉淀滴定法测氯的含量，EDTA络合滴定法测钙的含量。分析物化“高阶思维”培养典例共价单键，键能243kJ/mol（热力学稳定状态）。hv易均裂，氯自由基。水溶液或CCl4中异裂Cl+不稳定，Cl-稳定，电子式与8隅律。电子亚层。分子间作用力。非极性分子。分子晶体，点群。结构无机有机可逆反应：Cl2+H2OHCl+HClO加入碳酸钙，促进平衡移动，制备次氯酸溶液。标准平衡常数4.2×10-4（热化学理论）。φθCl2/Cl-=1.36v，φθHClO

/Cl2=1.63v，φθHClO

/Cl-=1.49v，能斯特方程计算出pH>4，歧化反应，pH<4，归中反应（电化学理论与酸碱性条件的关系）。氧化性（电极电势1.36v），碱性下歧化反应（1.36v>0.42v）。制备。HCl、离子型和共价性氯化物(NaCl、AlCl3、FeCl3、SnCl2、BCl3、SiCl4、BiCl3、PCl5、CCl4等)、ICl、氧化物ClO2、含氧酸及盐：次氯酸（钠）、亚氯酸、氯酸（钾）、高氯酸（铵）；拟卤素：CN-、OCN-、SCN-、N3-。同一主族的溴、碘元素。各种物质的性质、转化与制备。配位键，大分子、大离子，AlCl4-、FeCl4-、PCl6-、CuCl42-、AuCl4-、SnCl62-、ZnCl42-。成键数目：作配位原子时为1，作中心原子时为1、3、5、7，如氧化物和含氧酸根。自由基取代反应，生成氯代烃。亲电加成反应，生成二氯代烃。Cl2132配位漂白粉中有效氯的测定，碘量法（氧化还原反应）测氯的含量或四、辅导资料《赛前集训高中化学竞赛专题辅导》施华编著华东师范大学出版社《高中化学奥林匹克同步教材》第一册、第二册、综合卷

（吴国庆等）西南师范大学出版社《化学竞赛教程》总主编王祖浩高一年级叶佩玉、施华编著高二年级邓立新主编高三年级王祖浩、张永久等《化学奥林匹克竞赛题解精编》王金理魏先文黄晓华编１９９３年～１９９８年南京大学出版社《中国化学奥林匹克竞赛试题解析》裴坚卞江编著北京大学历届的试卷（1986~2016，30年，2017年为第31届）133四、辅导资料《赛前集训高中化学竞赛专题辅导》施华编著《无机元素化学》刘新锦朱亚先高飞主编科学出版社《无机化学》上、下册第四版北京师范大学、华中师范大学

、南京师范大学无机化学教研室编高等教育出版社《无机化学丛书》18册《元素化学》上、中、下册格林伍德《无机化学》中科大张祖德编著《基础有机化学》第四版上、下册刑其毅等编

高等教育出版社《有机反应机理书写艺术》《有机人名反应》

《分析化学》武汉大学出版《物理化学》厦门大学出版《配位化学》厦门大学出版《结构化学》厦门大学出版134《无机元素化学》刘新锦朱亚先高飞主编科学出版社《无机13514五、化学学科学习的高阶思维中的技法1.熟练掌握工具：锯架式、纽曼式、费歇尔投影式等画空间立体图。2.能以x轴、y轴、z轴为轴向将三维立体图转换为二维平面图。逆向：能将二维平面图转换为三维空间图的高阶思维。3.熟练应用杂化轨道理论，价层电子对互斥理论，分子轨道理论，共振式、路易斯结构理论分析分子结构和化学键。现代价键理论、光谱、对称性三大化学理论！136五、化学学科学习的高阶思维中的技法15实例1：乙烷锯架式137实例1：乙烷锯架式16沿键轴方向观察，纽曼式三维到二维的转变138沿键轴方向观察，纽曼式17沿键轴方向观察，纽曼式三维到二维的转变139沿键轴方向观察，纽曼式18锯架式锯架式纽曼式锯架式纽曼式三维到二维的转变140锯架式锯架式纽曼式锯架式纽曼式三维到二维的转变19三维到二维的转变141三维到二维的转变20实例2：酒石酸和葡萄糖三维到二维的转变Fisher投影式：是一种简化了的在两维空间里描述四面体的碳原子和其取代基的方法。分子用十字交叉号表示，中心碳原子位于交叉点。水平线表示键朝向观察者，竖直线表示键远离观察者。142实例2：酒石酸和葡萄糖三维到二维的转变Fisher投影式：是143221442314524应用：Cram规则146应用：Cram规则2514726葡萄糖三维图与二维图的相互转变148葡萄糖三维图与二维图的相互转变2714928实例3：平面到立体杜瓦苯150三棱柱、苯思考：对称性？实例3：平面到立体杜瓦苯29三棱柱、苯思考：对称性？实例4：晶胞立体到平面硼化镁NiO在氧化铝表面的填隙151实例4：晶胞立体到平面硼化镁NiO在氧化铝表面的填隙30磷化硼正当晶胞沿着体对角线方向的投影（用实线圆圈表示P原子的投影，用虚线圆圈表示B原子的投影）152磷化硼正当晶胞沿着体对角线方向的投影（用实线圆圈表示P原子的无水MgCl2晶体：六方晶胞153无水MgCl2晶体：六方晶胞32六亚甲基四胺是一个与金刚烷结构类似的杂环多面体化合物。请画出其沿着三重和二重旋转轴的投影图154六亚甲基四胺是一个与金刚烷结构类似的杂环多面体化合物。请画出HMTA：155HMTA：34尖晶石结构Fe3O4:(II)1(III)2156尖晶石结构3515736两层铝原子填入八面体情况Al2O3晶体结构的二维图158两层铝原子填入八面体情况Al2O3晶体结构的二维图37三层铝原子填入八面体情况159三层铝原子填入八面体情况3816039γ-Al2O3:面心立方最密堆积研究表明，γ-Al2O3中的O2-具有NaCl晶体中Cl-的堆积方式，γ-Al2O3的主要暴露面为C层或D层（如图1所示），它们的暴露机会均等，分布在该面上的O2-和Al3+如图2所示。在C层和D层的单位网格（即图2中的方框）内分别有几个处于由体相暴露出来的四面体空隙中的Al3+和八面体空隙中的Al3+？161γ-Al2O3:面心立方最密堆积研究表明，γ-Al2O3中的ABC堆积为三方石墨；AB堆积为六方。沿六元环的某边平移一条边距离162ABC堆积为三方石墨；AB堆积为六方。41现代价键理论+光谱+对称性163现代价键理论+光谱+对称性42原子轨道164原子轨道4316544波函数ψ的是一个三维空间的函数，可写成仅包函半径变量r的径向部分R(r)和角度变量的角度部分Y(,)两个函数的乘积，即ψ=R(r).Y(,)。以Y(,)对,作图便得到波函数角度分布图。166波函数ψ的是一个三维空间的函数，可写成仅包

1s,2s,3s电子云的剖面图径向节面数=n-l-11671s,2s,3s电子云的剖面图径向节面数Y(,)Y2(,)电子云图形没有正负号注：正负号仅表示Y值是正或还是负值,并不代表电荷.168Y(,)Y2(,)电子云图形没有正负号注：正径向节面数=n-l-1角度节面数=l总节面数=n-1这些图只单纯考虑角度部分而绘制得到的,曲面上各点离原点的距离,只代表Y值的大小,而不代表离核的距离.综合考虑原子轨道：169径向节面数=n-l-1角度节面数=l这些图只单纯考虑角度部分66d态电子云分布图17066d态电子云分布图49构造原理1.泡利不相容原理：同一原子中不能存在运动状态完全相同的电子;或者说同一原子中不能存在四个量子数完全相同的电子.2.在不违背Pauli不相容原理的前提下,核外电子在各原子轨道的排布方式应使整个原子系统能量处于最低状态.3.电子分布到能量相同的轨道(等价轨道)上排布时,总是尽先以相同的自旋状态[平行自旋]分占m不同的轨道.171构造原理50能级组：n+0.7l

83Bi:[Xe]4f145d106s26p3172能级组：n+0.7l83Bi:对氢原子,Z=1对于单电子原子(氢原子和类氢离子)的能量E:n=1,E1=-13.6eVn=2,E2=-3.40eV

……单电子体系，能量完全由n

决定。173对氢原子,Z=1对于单电子原子(氢原子和类氢离普朗克的量子论时间、速度、长度、面积电量：最小的单位是一个电子的电量，为 1.60210-19库仑。Q=nF（F=96500C/mol）MaxPlanck1858-1947，德国微观世界中，能量不能连续变化，只能以某一最小单位的整数倍变化，此最小单位为“量子”。以光的形式传播时，称为光量子。E=h=h·c/λh=6.62610-34Js

1eV=96.5kJ/mol金刚石禁带宽度5.3eV；共价键>3eV;400nm对应3.1eV770nm对应1.6eV。174普朗克的量子论时间、速度、长度、面积电量：最小的单位是一个电应用1：2017全国卷I-35.（1）元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为_______nm（填标号）。A．404.4 B．553.5C．589.2 D．670.8 E．766.5波数25641cm-112987cm-1175应用1：波数25641cm-112987cm-154应用2：176应用2：55应用3：177应用3：56相同的比色皿（忽略反射光）178相同的比色皿（忽略反射光）57应用4：179应用4：58应用5：180应用5：5918160原子参数：原子量、原子半径、第一电离能、电子亲和能、电负性离子势：φ=（z-σ）/r钻穿效应：4s<3d；惰性电子对效应屏蔽效应：182原子参数：原子量、原子半径、第一电离能、电子亲和能、电负性6（n-l）个峰183（n-l）个峰6218463185电负性数值64电负性数值价键理论186价键理论6518766188671896819069推测机理：191推测机理：70192谢谢71谢谢【竞赛讲座】化学竞赛高阶思维—持续发展的方略与技法课件193194sp3杂化轨道甲烷分子碳原子的sp3杂化轨道碳原子的sp2杂化轨道乙烯分子乙炔分子碳原子的sp杂化轨道

C元素位于第二周期IVA族，C的电子构型为1s22s22p2。

在有机化合物中,碳并不直接以原子状态参与形成共价键,而是先杂化,后成键。碳原子有3种杂化形式—sp3、sp2

和sp

杂化。73sp3杂化轨道甲烷分子碳原子的sp3杂化轨道碳原子的sp195SP