第二章-物质结构

第二章-物质结构第一页，共28页。第二章物质结构第一节原子结构

我们把原子核中的质子数目(Z)、中子数目(N)之和称为质量数，用“A”表示，即：

A＝Z+N第二页，共28页。第二章物质结构第一节原子结构

原子核质子(数目)Z

原子()(质量数)A

中子(数目)N＝A-

Z核外电子(数目)Z

如果以代表质量数为A，质子数为Z的原子，那么构成原子的粒子之间的关系可表示如下：第三页，共28页。第二章物质结构第一节原子结构2.同位素＊核素：具有确定的质子数和中子数的一类原子或原子核＊同位素：具有相同Z值、不同A值（或N值）的核素名称符号俗称质子数质量数中子数氕H氢110氘D重氢121氚T超重氢

132

氢元素的三种不同原子第四页，共28页。第二章物质结构第一节原子结构问题：下列物质或微粒，哪一组互为同位素：A.红磷与白磷B.石墨与金刚石C.与D.与第五页，共28页。第二章物质结构第一节原子结构第六页，共28页。第二章物质结构第一节原子结构二、核外电子的运动状态1.电子云:

化学上习惯用小黑点分布的疏密来表示电子出现概率密度的相对大小。黑点图界面图角度分布图第七页，共28页。第二章物质结构第一节原子结构2.四个量子数:

要正确描述原子中各电子在核外的运动状态，需要同时用n、l、m、ms四个参数加以描述，这些参数称量子数。

＊主量子数（n）主量子数决定核外电子的能量和电子离核平均距离的参数，这是决定电子能量高低的主要因素。主量子数n

1234567…

电子层符号KLMNOPQ…第八页，共28页。第二章物质结构第一节原子结构

＊副量子数（l）副量子数确定原子轨道或电子云的形状。

l=0，1，2，3，…，（n－1）副量子数l

0123…

原子轨道符号sp

df第九页，共28页。第二章物质结构第一节原子结构

＊磁量子数（m）磁量子数规定原子轨道在空间伸展的取向。

m=0，±1，±

2，±

3，…，±

l能量相同的各原子轨道称为简并轨道或等价轨道亚层

spdf

简并轨道数1357第十页，共28页。第二章物质结构第一节原子结构

＊自旋量子数（ms）电子自旋运动有顺时针和逆时针两个方向;分别用ms＝＋1/2ms＝－1/2

例如:基态钾原子最外层中的一个电子(4s1)，其运动状态为：

n＝4，l＝0，m＝0，ms＝＋1/2（或－1/2）第十一页，共28页。第二章物质结构第一节原子结构三、核外电子的排布多电子原子处于基态时，核外电子排布遵循以下三个条原理：

＊泡得不相容原理——在一个原子中没有两个电了具有完全相的四个量子数。

＊能量最低原理——在不违反泡利原理的条件下，电子优先占据能量较低的原子轨道

例如：E1s＜E2s＜E3s

E2p＜E3p＜E4p

E3s＜E3p＜E3d第十二页，共28页。第二章物质结构第一节原子结构＊洪特规则——在同一原子的等价轨道上，自旋方向相同的电子数目最多时，原子的能量最低。

＊能量相等的轨道全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）或全空（p0、d0、f0）的状态比较稳定。问题：IB族中的铜、银、金的电子层结构如何？为什么？第十三页，共28页。第二章物质结构第一节原子结构

电子层与电子距离核的远近和电子能量高低的关系电子层名称第一层第二层第三层第四层第五层第六层第七层符号

KLMNOPQ电子距离原子核距离电子离核距离由近到远电子的能量由低到高电子的能量高低第十四页，共28页。第二章物质结构第二节元素周期系一、周期与族的划分1.周期与能级组

把电子层数相同而按原子序数由小到大的顺序排列的一系列元素作为表中的一个横行，称为一个周期。元素周期表中有7个横行，也就是7个周期。周期的序数就是该周期元素原子具有的电子层数。元素周期表第十五页，共28页。第二章物质结构第二节元素周期系

Na

Br钠有3个电子层，属于第3周期元素溴有4个电子层，属于第4周期元素例如：第十六页，共28页。第二章物质结构第二节元素周期系周期名称元素数目

第1周期（2种元素）第2周期（8种元素）第1、2、3周期含有元素较少，叫短周期。第3周期（8种元素）周期第4周期（18种元素）第5周期（18种元素）第4、5、6周期含有元素较多，叫长周期。第6周期（32种元素）第7周期（理论上存在32种，已发现29种）叫不完全周期。第十七页，共28页。第二章物质结构第二节元素周期系2.族与价电子结构元素的原子参加化学反应时，能参与化学键形成的电子称为价电子，价电子所在的电子层的电子排布式，称价电子层结构。

＊主族：同一主族元素具有相同的价电子结构和相同的最外层电子数。

主族：ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA副族：ⅠB、ⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦBⅧ族：排8、9、10列0族：He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn6种稀有气体纵行(16个族)

第十八页，共28页。第二章物质结构第二节元素周期系二、元素的性质的周期性变化＊副族：

＊零族和Ⅷ族

＊区

1.原子半径

★同周期元素的原子半径变化规律

＊主族元素的原子半径的递减较明显

＊副族元素(d区)的原子半径递减缓慢

＊镧系和锕系的原子半径递减更加缓慢

＊到稀有气体半径突然增大,因为它们的荡德华半径第十九页，共28页。第二章物质结构第二节元素周期系★同族元素的原子半径变化规律2.电离能和电子亲和能

★电离能（I）

在一定温度一定压力下，基态的气态原子失去一个电子成为＋1价气态正离子所需吸收的能量称为原子的第一电离能。

★电子亲和能（Y）处于基态的一个气态中性原子获得一个电子成为气态－1价负离子时所放出的能量。第二十页，共28页。第二章物质结构第二节元素周期系3.电负性（χ）原子的电负性是用来度量分子中原子对成键电子吸收能力的相对大小。最活泼的非金属氟F的电负性为4.0第二十一页，共28页。第二章物质结构第三节物质的形成

化学上把紧密相邻的两个或多原子(或离子)之间强烈的相互作用，叫做化学键。主要有三种类型：离子键、共价键、金属键。一、离子键使阴、阳离子结合成化合物的静电作用，叫做离子键。离子键的形成第二十二页，共28页。第二章物质结构第三节物质的形成＊离子键的特征：离子键没有方向性和饱和性＊离子半径：主族自上而下，离子半径逐渐增大同一周期中，随着正离子电荷的递增而半径依次减小＊离子化合物：如氯化钠、硫酸钡等第二十三页，共28页。第二章物质结构第三节物质的形成二、共价键

原子之间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。共价键具有方向性和饱和性。共价键的形成

两个原子核吸引电子的能力相同，共用电子对不偏向任何一个原子核，这种共价键叫非极性共价键，简称非极性键。例如，H—H、Cl—Cl键都是非极性键。

共用电子对偏向吸引电子能力较强的原子核，偏离吸引电子能力较弱的原子核，这种共价键叫极性共价键，简称极性键。例如，H2O、HCl等。第二十四页，共28页。第二章物质结构第三节物质的形成＊杂化轨道理论：杂化与杂化轨道杂化轨道理论的要点

（1）杂化轨道由能量相近的原子轨道组合而成（2）杂化轨道数目等于参与杂化的原子轨道数目（3）杂化轨道重叠满足最大重叠原理（4）杂化轨道类型决定空间构型＊共价键类型：

δ键：沿轴“头碰头”重叠

π键：“肩并肩”重叠第二十五页，共28页。第二章物质结构第三节物质的形成三、配位键＊配位键一个原子提供杂化的空轨道，另一个原子提供孤对电子，两者以电子配对而结合。

＊配合物的组成（1）