第六章原子结构与分子结构
配位化合物的结构和性质
2
3
sp
sp2
直线形
平面三角形
[Ag(NH3)2]+
[CuCl3]2-
4
sp3
d3s dsp2
四面体
四面体 平面正方形 三角双锥形 四方锥形
[Ni(NH3)4]2+
MnO4[Ni(CN)4]2Fe(CO)5 [TiF5]2-
5
dsp3 d4s
6
d2sp3
八面体
[Fe(CN)6]3-
6.2 价键理论
(3) 平行正方形场
在平行正方形配合物中，四个配体沿x，y轴正负方向与
中心离子接近。 在平行正方形配合物中，dx2-y2轨道的电子云极大值方向 指向配体，因此能级最高，高于Es能级；dxy 轨其也在xy平面上，所以
也要受到较大的排斥故能级也高于Es能级；dz2 轨道的能级 较低，低于Es能级；dyz和dxz轨道受到的排斥作用相同，是 简并的，能级最低。这样，在平面正方形场中，能级分裂为 四组。
由于△值通常从光谱确定，故称这个顺序为光谱化学序列。
分裂能和成对能
b) 当配体固定时，分裂能随中心离子的不同而不同，其
大小次序为：
Pt 4 Ir 3 Pd 4 Rh3 Mo3 Ru3 Co3 Cr 3 Fe 3 V 2 Co2 Ni 2 Mn2
中正负离子的静电作用；
中心离子在配体的静电作用下，使原来简并的d轨道分 裂成能级不同的几组轨道；
d电子在分裂的d轨道上重新排布，优先占据能量较低
的轨道，往往使体系的总能量有所降低，形成强场低自 旋、弱场高自旋的配合物。
二、d轨道在晶体场中的分裂
d原子轨道的角度分布图
第六章 分子的结构与性质
有时不写σ1s和σ*1s轨道，而用符号KK表示 例2. N2分子（14个电子）的结构。
1．推测分子的存在和阐明分子的结构 (1)H2+分子离子与Li2分子 H2+分子轨道式：H2+*(σ1s)1]。由于有1个电子进入(σ1s)成键轨 道，体系能量降低了，因此从理论上推测H2+分子离子是可能 存在的。[H· H]+分子离子中的键称单电子σ键。同理： Li2*KK(σ2s)2]。体系能量也降低，推测Li2分子也是可能存在的。 Li：Li分子中的键称单(σ)键。 (2)Be2分子与Ne2分子 Be2分子有8个电子；Ne2分子有20个电子。假如这两种分子 都能存在，则：
• 6．1 键参数 • 凡能表征化学键性质的量都可称为键参数。 在此着重介绍键能、键长和键角。 • 6．1．1键能 • 键能粗略而言是指气体分子每断裂单位物 质的量的某键(6.022×1023个化学键)时的焓 变。 • 键能可作为衡量化学键牢固程度的键参数， 键能越大，键越牢固。 • 对双原子分子来说，键能在数值上就等于 键解离能(D)。例如： •
第六章 分子的结构与性质
• 分子结构，通常包括两个方面： • (1)分子的空间构型 实验证实，分子按照 一定的规律结合成整体，使分子在空间呈现 出一定的几何构型。 • (2)化学键 化学上把分子或晶体内相邻原 子(或离子)间强烈的相互吸引作用称为化学 键。化学键分为离子键、共价键和金属键三 种基本类型。 • 此外，在分子之间还普遍存在着一种较弱 的相互吸引作用，通常称为分子间力或范德 华力。有时分子间或分子内的某些基团之间 还可能形成氢键。
• N原子的价层电子构型为2s22p3，成键时这4 个价电子轨道发生sp3杂化：
• 这种产生不完全等同轨道的杂化称为不等性 杂化。 • H20分子
七年级下科学第六章：物质的结构知识重点
第六章物质的结构【概念和规律】一、物质由微粒构成1、无论生物还是非生物，都是由分子、原子或离子构成。
2、对于由分子构成的物质来说，分子是保持物质的化学性质的最小微粒。
3、不同分子构成不同的物质。
4、在化学反应中，分子可以分解成原子。
5、有的分子由一个原子构成（稀有气体），有的分子由多个相同或不同的原子构成。
6、金属直接由原子构成。
7、1803年英国化学家道尔顿提出了原子论，1811年意大利化学家阿伏伽德罗提出了分子假说，1897年英国物理学家汤姆生发现了电子。
8、在一定条件下，原子可以失去或得到电子，成为带电荷的离子。
9、有的物质由离子构成，如氯化钠。
10、卢瑟福根据α粒子散射实验提出的原子有核模型认为：原子由带正电的原子核和带负电的核外电子构成。
11、现代研究表明：原子核由带正电的质子和不带电的中子构成。
而且它们由更小的微粒夸克构成。
12、原子核中的质子数和核外的电子数相等，所以整个原子不带电。
13、实验表明：构成物质的微粒之间存在着空隙和相互作用，并处在永不停息的运动之中，而且微粒之间存在着相互作用的引力和斥力。
二、元素1、把物质中的同一种原子统称为元素。
元素：具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称。
2、自然界中的所有物质都是由元素组成。
3、每种元素都有一个名称和符号，符号通常用拉丁文名称的第一个大写字母表示，若有重复，增加第二个小写字母。
4、目前人类发现的元素有112种，其中94种为天然元素，18种为人工合成元素。
5、元素的分布不均匀①宇宙中氢元素最丰富，其次是氦元素；②地壳中的元素含量依次为：氧元素、硅元素、铝元素；③地核中的元素含量依次为：铁元素、镍元素；④空气中的元素含量依次为：氮元素、氧元素。
678、在非金属元素中He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn称为稀有气体元素。
539、由不同种元素组成的纯净物叫做化合物。
10、单质和化合物都有确定的组成，并可以用元素符号表示。
11、由同种单质或同种化合物组成的物质叫做纯净物。
无机化学第六章 分子结构
N2：N≡N （一条σ键，两条π键）
N的电子排布式： 1s2 2s2 2p3 (2px12py12pz1) 二个π键互相垂直
δ 键：两个原子相匹配的d轨道以“面对面”的 方式重叠所形成的键
C：1s22s22p2
2个未成对电子
价键理论
形成两条共价键
键角90°( 两条p轨道互相垂直)
形成4条等同的共价键(CH4)
2p 2s
2p
激发
2s
杂化
sp3
激发
基态
激发态
杂化态
与4个H的 1s 轨道成 键(σ)
化合态
Sp3杂化：
1个ns轨道和3个np轨道混合而成
3 1 s 成分和 p 成分 每个sp3杂化轨道： 4 4
可形成四条σ键 键角： 109°28′ 电子构型： 正四面体
键角104.5 °
H2O sp3杂化 为什么？ 不是正四面体
配位键与共价键的区别： 形成的过程不同
二、共价键理论
G. N Lewis ( 美国化学家，1875~1946） 8e或2e结构
× ×
.. .. .l. Cl C.
×× × ××
Lewis理论
Cl—Cl
无法解释
H—Cl
N≡N
共用 电子对
无法解释共价键的方向性
F F F
Cl
F
S
F
F F
Cl
P
Cl
Cl Cl F
1s—1s、2s—2s、2p—2p
可组成分子轨道
2s—2p 取决于轨道之间的能量差
从轨道能量角度看：
H1s Cl3p O2p Na3s HCl 共价键（E相近） E1s = -1313 kJ· -1 mol E3p = -1259 kJ· -1 mol E2p = -1322 kJ· -1 mol E3s = -502 kJ· -1 mol
原子结构
6.1 微观粒子的波粒二象性
6.2 氢原子核外电子的运动状态
6.3 多电子原子核外电子的运动状态 6.4 原子结构和元素周期律
6.2 氢原子核外电子的运动状态
6.2.1 波函数和薛定谔方程 6.2.2 波函数和电子云图形 6.2.3 四个量子数
6.2.1 波函数和薛定谔方程
1. 波函数
电子等微观粒子具有波粒二象性，不可能象宏观物体那 样有确定的运动轨道； 具有波动性 波动性的粒子的运动要用波函数ψ描述， ψ就和它所 波函数ψ ψ 波动性 波函数 描述的粒子在空间某范围出现的概率有关； 微观粒子在某一空间范围内出现的概率 概率可以用统计学 统计学的 概率 统计学 方法描述； ψ和空间范围有关，所以它必定是x,y和z的函数。
为保证解的合理性： 为保证解的合理性：
在求解Φ(ϕ)方程时，需引入参数m,且m必须满足： Φ m=0，±1，±2，……。 在求解Θ(θ)方程时，需引入参数l,且l必须满足：l=0， Θ 1，2，……。 且l≥m 在求解R(r) R(r)方程时，又需引入参数n,且n为自然数， R(r) 且n-l≥l ≥l l ≤ n-1
由解得的R(r)、Θ(θ)和Φ(ϕ)即可得波函数 ψ(r,θ,ϕ)；且ψ是三个变量（r、θ、ϕ ）和三 个参数（n、l、m）的函数式。
n、l、m的取值限制：
n,l和m分别称为主量子数 角量子数 磁量子 主量子数，角量子数 主量子数 角量子数和磁量子 数，它们的取值范围： 主量子数 n 角量子数 l 磁量子数 m： 1, 2, 3,…… 0, 1, 2,……n-1 2,……n,……+l,0,……+l,……+l,0,-1，……-l ,……+l,0,
量子数与电子云的关系： 量子数与电子云的关系：
第六章 分子结构及性质
第六章分子结构及性质思考题解析1．根据元素在周期表中的位置，试推测哪些元素原子之间易形成离子键。
哪些元素原子之间易形成共价键？解：周期表中的ⅠA、ⅡA族与ⅥA、ⅦA族元素原子之间由于电负性相差巨大，易形成离子键，而处于周期表中间的主族元素原子之间由于电负性相差不大，易形成共价键。
2．下列说法中哪些是不正确的，并说明理由。
（1）键能越大，键越牢固，分子也越稳定。
（2）共价键的键长等于成键原子共价半径之和。
（3）sp2杂化轨道是有某个原子的1s轨道和2p轨道混合形成的。
（4）中心原子中的几个原子轨道杂化时，必形成数目相同的杂化轨道。
（5）在CCl4、CHCl3和CH2Cl2分子中，碳原子都采用sp3杂化，因此这些分子都是正四面体形。
（6）原子在基态时没有未成对电子，就一定不能形成共价键。
（7）杂化轨道的几何构型决定了分子的几何构型。
解：（1）不正确。
这只能对双原子分子而言。
（2）不正确。
这只能对双原子分子而言。
（3）错。
sp2杂化轨道是由某个原子的n s轨道和两个n p轨道混合形成的。
（4）正确。
（5）错。
CCl4分子呈正四面体，而CHCl3和CH2Cl2分子呈变形四面体。
（6）错。
原子在基态时的成对电子，受激发后有可能拆开参与形成共价键。
（7）错。
如某些分子在成键时发生不等性杂化，则杂化轨道的几何构型与分子的几何构型就不一致。
3．试指出下列分子中哪些含有极性键？Br2CO2H2O H2S CH4解：CO2、H2O、H2S、CH4分子中含有极性键。
4．BF3分子具有平面三角形构型，而NF3分子却是三角锥构型，试用杂化轨道理论进行解释。
解：BF3分子在成键时发生sp2等性杂化，所以呈平面三角形，而NF3分子在成键时发生sp3不等性杂化，所以呈三角锥形。
5．CH4、H2O、NH3分子中键角最大的是哪个分子？键角最小的是哪个分子？为什么？解：CH4分子的键角最大，H2O分子的键角最小。
CH4分子呈正四面体形，键角为109°28′。
第6章原子结构
由该实验计算出的电子波的波长与de Broglie 关系式计算出的波长一致。
三、测不准原理(Uncertainty Principle)
宏观物体与微观粒子运动特征比较 微观粒子 •无法同时准确测定运动坐标和 动量。它的坐标测得越准, 其动 量(速度)就测得越不准；它的动 量测得越准, 其坐标就测得越不 准。 •无确定的运动轨道。
h h λ p mν
(6-1)
P为微粒的动量，m为微粒的质量, υ为微粒的 运动速度, h为普朗克常数, λ为微粒波的波长。 关系式的意义：把微观粒子的粒子性p (m 、υ) 和波动性λ统一起来。
该假设三年后被多个实验所证实。如： 电子衍射实验 1927年,美国的Davisson和 Germer证明了电子束同X射线一样具有波动性。 如下图：
m 与电子能量无关，上述三个 p 轨道 的能级相同，能量相等，称为简并轨道 (或等价轨道)。
不同磁量子数的原子轨道伸展方向见下表：
角量子数 l=0 (s) l=1 (p) l=2 (d)
磁量子数取值 m=0 m=0、+1、-1 m=0、±1、±2
轨道伸展方向 一种 px、py、pz 三种 dz2、dxz、dyz、 dx2-y2、dxy 五种
第六章 原子结构和共价 键理论
Atomic Structure and Covalent Bond Theory
第一节 原子结构
一. 核外电子运动的特征
1.
Rutherford的原子有核模型（nuclear model）
2. 1913年，丹麦Bohr的“定态原子模型” 1) 能级假说：原子中的电子沿固定轨道 绕核运动,电子在轨道上运动时，不吸收 也不辐射能量，称为“定态” （stationary state）； 在一定的轨道上运动的电子具有一定 的能量E,称为能级（energy level），核外 电子的能量为：
第六章物质的构成知识点汇总--华东师大版科学八年级上册
物质的构成知识点梳理一、分子1、分子的概念与组成分子是物质中能够独立存在的相对稳定并保持该物质物理化学特性的最小单元。
即分子是保持物质化学性质的最小微粒。
分子由原子构成，原子通过一定的作用力,以一定的次序和排列方式结合成分子。
2、分子构成的描述：①XX分子由XX原子和XX原子构成3、分子的种类(1)分子由同种原子构成(2)分子由不同种原子构成4、分子的特性(1)分子之间有间隔。
例如：取50毫升酒精和50毫升水，混合之后，体积小于100毫升。
(2)一切构成物质的分子都在永不停息地做无规则的运动。
温度越高,分子扩散越快，固、液、气中，气体扩散最快。
由于分子的运动跟温度有关，所以这种运动叫做分子的热运动。
例如：天气热时衣服容易晒干(3)一般分了直径的数量级为10 %。
(4)分子的体积和质量彳艮小。
(5)同种物质的分子性质相同，不同种物质的分子性质不同。
知识点梳理二、原子1、原子的定义化学变化中的最小微粒。
2、原子也和分子一样，质量小，体积小，在不断运动，原子间有间隙3、原子模型的建立和修正(1)道尔顿的原子模型物质由原子构成，原子不可再分。
（2）枣糕模型（西瓜模型）电子］ 由汤姆生提出，是第-个存在着亚原子结构的原子模型（发现了电子）。
I jjWff I ⑶行星模型 由卢瑟福在提出，根据Q 粒子散射实验：① 原子的大部分体积是空的。
② 在原子的中心有一个体积很小、密度极大的原子核。
③ 原子的全部正电荷在原子核内，且几乎全部质量均集中在原子核内部。
带负电的电子在核空间进行高 （5）电子云模型4、现代的原子结构理论原子是化学变化中最小的粒子。
但是原子还是可以分的，原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成。
原子构成J I 中子 1个质子带1个单位正电荷，1个电子带一个单位负电荷，中子不带电。
I 核外电子 核电荷数指的是原子核所带的正电荷数。
在原子中由于原子核带正电，带的正电荷数（即核电荷数）与核外 电子带的负电荷数（数值上等于核外电子数）相等，电性相反，所以原子不显电性因此：核电荷数=质子数=核外电子数（=原子序数）原子的质量集中在原子核，5、相对原子质量：相对原子质量是指以一个碳原子质量的1/12作为标准，任何一个原子的真实质量跟一个碳原子质量的1/12的比值，称为该原子的相对原子质量。
结构化学第六章2解析
产生磁性的原因：
物质具有不同的磁性，首先是源于物质内部的电子组 态，即电子在原子轨道和分子轨道上的排布情况；其次是 源于化学成分、晶体构造、晶粒组织和内应力等因素，这 些因素引起磁矩排列的情况不同。
物质的磁构造分类:
6.6.2 顺磁共振
顺磁共振是研究具有未成对电子的物质，如配合物、 自由基和含有奇数电子的分子等顺次性物质构造的一种重 要方法，它又称为电子顺磁共振〔EPR〕或电子自旋共振 〔ESR〕。 原理：
6.3.3 环多烯和过渡金属的配位化合物
许多环多烯具有离域π键的构造，离域π键可以作为一个 整体和中心金属原子通过多中心π键形成配位化合物。平面构 型的对称环多烯有：[C3Ph3]+、[C4H4]2-、[C5H5]-、C6H6、 [C7H7]+、[C8H8]2+等，以下图示意出它们的构造式和π电子数。
Example：
Ir4(CO)12
g 49122 60
b
1 2
18 4
60 6
金属原子簇(Ir4)的键数 为6，形成6个M—M单键， Ir4呈六条边的四面体形。
Re4(CO)162-
g 47162262
b1 2
184
625
Re4的键数为5，形成5 个Re—Re单键，Re4呈5条 边的菱形。
Os4(CO)16
g 48162 64
b
1 2
18
4
64 4
Os4键数为4，呈4条边的四 方形。
假设干六核簇合物的几何构型
三种八面体簇合物的构造和键
6.5.2 等瓣相似、等同键数和等同构造
定义:
等瓣相似〔isolobal analogy〕是指两个或两个以上的分 子片，它们的前线轨道的数目、能级分布、形状、对称性和所 含电子数均相似。
化学分子结构
化学分子结构化学分子结构是研究化学物质的构成和组成方式的重要内容之一。
它描述了化合物中原子之间的连接方式以及它们之间的空间排列关系。
通过了解分子结构，我们可以更深入地理解化学物质的性质和反应行为，为合成新的化合物、改良材料性能和探索新的科学领域开辟了道路。
一、分子结构的基本概念和组成要素化学物质由原子构成，而分子则由原子通过共价键连接而成。
分子结构描述了原子之间的连接方式和它们在空间中的相对位置。
分子结构的主要组成要素包括原子类型、原子间的键、键的角度和键的长度。
1. 原子类型不同种类的化学元素具有不同的原子类型。
每种原子类型都有特定的化学性质和价电子数，从而决定了其参与反应的方式和可能的结构。
常见的原子类型包括氢、氧、碳、氮等。
2. 原子间的键原子之间的连接通过化学键实现。
最常见的化学键类型是共价键，它是通过共享电子对来连接原子的。
共价键可以分为单键、双键和三键，取决于原子之间共享的电子对数量。
除了共价键，还有离子键、金属键和氢键等其他类型的化学键。
3. 键的角度和键的长度键的角度和键的长度也是分子结构的重要特征。
键的角度是指连接两个原子的键的方向相对于分子的相对角度。
键的长度则是指连接两个原子的键的实际长度，它决定了分子的几何形状和空间排列方式。
二、分子结构的表示方法为了更清晰地表达分子结构，化学家们发展了一系列的表示方法。
其中最常见的方法包括结构式、线角式和空间填充式。
1. 结构式结构式是一种二维图形表示方法，它通过化学键和原子符号来描述分子的连接方式。
结构式可以精确地表示化学键的类型、键的角度和键的长度。
其中最常见的结构式包括平面式、简化式和骨架式等。
平面式将分子中的原子和键都画在一个平面上，简化式通过简化分子结构的表示方式来减少图形的复杂性，骨架式则只画出分子的骨架结构。
2. 线角式线角式是一种简化的结构表示方法，它通过线段和角度来描述化学键的连接方式。
线段表示化学键，而角度则表示键的连接方向。
原子结构
量子数 电子 A 电子 B
n 2 2
l 1 1
m 0 0
ms +1/2 - 1/2
◆ 洪特规则 (Hund’s rule)：
电子在能量相同的轨道（简并轨道）中排布时 ，优先占据不同的轨道，并且自旋方向平行，这样 能量最低。
例如：Mn (25)原子3d 轨道中的 5 个电子按下面列出的方式
(a)而不是按方式(b)排布：
——
1s
——
↓ ↑
2s
——
↑
2px
——
↑
2 py
——
↑
2pz
↓ ↑
——
↓ ↑
2s
1s
——
——
↑
2px
——
↓
2 py
——
↑
2pz
原子核外电子排布
• 原子中核外电子的排布，按照近似能级图次序和“ 原子中核外电子排布三原则”排布。 • 原子轨道填入电子后，能级次序发生了变化。 • 电子填入的最高能级组，即为元素在周期表中的周 期数。 • 价层电子构型：参加化学反应的电子所在的电子层 ，一般为最外层和次外层 d 电子。
这些密密麻麻的小黑点象一团带负电的云， 把整个原子核包围起来，如同天空的云雾一样， 人们就形象的称它为电子云。
图 氢原子1s 电子云图
（三）四个量子数
• 每当n、l、m取一组合理值时，就有一个确 定的波函数与之对应，即确定了一个原子 轨道。 • 四个量子数：n 主量子数；l 角量子数；
m 磁量子数；ms 自旋量子数。
• 意义：
① 表示原子轨道（或电子云）形状； • 例如： l =0 时，原子轨道呈球状； l =1 时，原子轨道呈哑铃状；
l =2 时，原子轨道呈花瓣状；
中职《物理》教学课件 第六章 原子和原子核
把轻核结合成质量较大的核，释放出 核能的反应，叫作轻核聚变。聚变反 应又叫作热核反应。
二、轻核聚变
PA R Tቤተ መጻሕፍቲ ባይዱTWO
核能 核技术
核能（或原子能）是通过核反应从原子核释放的能量。核能主要通过两种核反应获取：重核裂 变，较重的原子核分裂释放结合能（图6-2-1）；轻核聚变，较轻的原子核聚合在一起释放结合能 （图6-2-2）。轻核聚变能比重核裂变释放出更多的能量。
一、重核裂变
科学家将重原子核分裂成两个中等质量原子核的过程， 叫作重核裂变。以铀235为例，中子打入铀的原子核以 后，原子核就变得不稳定，会分裂成两个较小质量的新 原子核，这是核的裂变反应。由重核裂变产生的中子使 裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫作核裂变的链 式反应。通常把裂变物质能够发生链式反应的最小体积 叫作它的临界体积。重核裂变反应后产物的总质量比反 应前反应物的总质量减少了，这种现象叫作质量亏损。
原子核的半径是无法直接测量的，一般通过其他粒子与核的相互作用来确定。
二、天然放射现象
像铀、钋、镭等物质放射射线的性质叫作放射性。具有放射性的元素叫作放射性元素。 放射性元素这种自发地放出射线的现象叫作天然放射现象。
三、原子核的组成
质子和中子是组成原子核的两种基本粒子，统称为核子，它们共同组成原子核。
原子和原子核
原子结构 核能 核技术
PA R T ONE
原子结构
物质是由大量分子组成的，分子是由原子组成的。19世纪以前，人们一直认为原子是组成物质 的最小单元，是不可再分的。随着科学家对原子内部的探究，人们发现原子并不是组成物质的最小 微粒（图6-1-1）。
一、原子的核式结构
原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，带负电的电子在核外空间绕着原子核旋转。原子核所带的 正电荷数等于核外的电子数，整个原子是电中性的。
第六章 化学键和分子结构
第六章化学键和分子结构第一节离子键一、什么是化学键人们已经发现和合成了上千万种物质。
为什么仅仅一百零几种元素的原子能够形成这么多种形形色色的物质呢？原子是怎样互相结合的？为什么两个氢原子能自动结合成氢分子，而两个氦原子不能结合在一起？为什么原子间按一定数目比互相结合？原子结合成分子后，性质为什么与原来的差别很大？为了弄清以上的许多问题，首先，就要在原子结构知识基础上，进一步研究原子在形成分子时的相互作用。
原子既然可以结合成分子，原子之间必然存在着相互作用，这种相互作用不仅存在于直接相邻的原子之间，而且也存在于分子内的非直接相邻的原子之间。
前一种相互作用比较强烈，是使原子相互作用而联结成分子的主要因素，破坏它要消耗比较大的能量。
这种相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用，通常叫做化学键。
化学键的主要类型有离子键、共价键、金属键等，在这一章里，我们先学习离子键和共价键。
二、离子键我们已经知道，金属钠跟氯气能发生反应，生成氯化钠：2Na+Cl2＝2NaCl因为钠原子的电离能很小，容易失去电子，而氯原子很容易结合电子。
当钠跟氯气起反应时，钠原子的3s电子转移到氯原子的3p轨道上：钠原子失去1个3s电子，形成类似氖原子的稳定电子层结构，带上一个单位正电荷，成为钠离子(Na+)；氯原子得到1个电子，形成类似氩原子的稳定电子层结构，带上一个单位负由荷，成为氯离子(Cl-)。
钠离子和氯离子之间除了有静电相互吸引作用外，还有电子与电子、原子核与原子核之间的相互排斥作用。
当两种离子接近到某一定距离时，吸引和排斥作用达到了平衡，于是阴、阳离子之间就形成了稳定的化学键。
在化学反应中，一般是原子的最外层电子发生变化，为了简便起见，我们可以在元素符号周围用小黑点(或×)来表示原子的最外层电子。
这种式子叫做电子式。
例如·也可以用电子式来表示分子(或离子)的生成。
例如，氯化钠的生成可以用电子式表示如下：象氯化钠那样，阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键叫做离子键。
广东高中化学必修一全部知识点
广东高中化学必修一全部知识点广东高中化学必修一共由12个章节构成，包括物质的组成、分子的构建、元素的周期性、化学反应、电子的发现与结构、原子结构、分子结构、化学键、化学反应速率与化学平衡、氧化还原与电化学、酸碱与盐、碳与有机化合物。
以下是每个章节的知识要点。
第一章：物质的组成1.物质的概念及分类2.原子的概念和性质3.元素的概念和分类方法4.化合物的概念和分类方法5.元素的量和化学计量第二章：分子的构建1.分子的概念和性质2.分子的构成和组成3.分子量、摩尔和摩尔质量4.分子式和结构式第三章：元素的周期性1.元素周期表的构成和分类方法2.元素周期表中的规律：周期性、族的性质3.元素周期表与元素的性质第四章：化学反应1.化学反应的概念和分类2.化学反应的描述方法：化学方程式3.化学方程式的平衡与不平衡4.反应物、生成物和反应热量第五章：电子的发现与结构1.电子的发现和性质2.元素的电子排布和元素性质3.原子结构的变化与元素周期表4.化学键与化合物的性质第六章：原子结构1.原子半径和离子半径2.壳层与共价半径的变化3.电子亲合能与电离能4.化学键的类型和特征第七章：分子结构1.分子形状和键角2.极性分子与非极性分子3.共价键和极性共价键4.分子的融点、沸点和溶解度第八章：化学键1.离子键和离子化合物2.金属键和金属元素3.钢铁和金属合金4.范性价键和共有键第九章：化学反应速率与化学平衡1.化学反应速率和影响因素2.化学平衡和平衡常数3.化学平衡的位置和影响因素4.平衡常数和化学方程式第十章：氧化还原与电化学1.氧化还原反应的概念2.氧化还原反应的特征和性质3.氧化还原反应的电荷转移和电量的计算4.电解质溶液和电解质溶液的导电性第十一章：酸碱与盐1.酸的概念和性质2.碱的概念和性质3.盐的概念和性质4.酸碱中和反应和酸碱指示剂第十二章：碳与有机化合物1.碳的特殊性和碳的四协作2.有机化合物的概念和种类3.烃及其命名和分类4.酚、醛、酮和羧酸的性质和应用以上是广东高中化学必修一全部知识点的简要概述，更详细内容可参考教材。
第6章 分子的结构与性质
键长和键角是描述分子几何结构的两个要素。
分子或晶体中相邻原子（或离子）间强烈的相互 吸引作用称为化学键。
共价键—Ch6 离子键—Ch7 金属键—Ch7 配位键—Ch8
6.2 价键理论
6.2.1 共价键
2. 化学键：分子或晶体内部，原子（或离子）之间存 在着较强烈的相互作用力。化学上把分子或晶体中相 邻原子（或离子）间强烈的相互吸引作用称为化学键。
§6.1 化学键参数 §6.2 价键理论 §6.3 分子的几何构型 杂化轨道理论 *价层电子对互斥理论 §6.4 分子轨道理论 §6.5 分子间力和氢键
6.1键参数 凡能表征化学键性质的物理量统称为键参数。
化学键的强度： 键级 (B.O.) 键能 (E)
分子的空间构型： 键长 键角
化学键的极性： 键距 (键的偶极距 u = q l )
6.1.1 键能 E°
在标准条件下将1摩尔的气态AB分子中的化学键断 开，使每个AB分子离解成两个中性气态原子A + B时 所需的能量或者所释放的能量。
当两个自旋方向相反的电子相互靠近时，两个1s原 子轨道发生重叠(波函数相加)，核间形成一个电子概 率密度较大的区域， 两个H原于核都被电子概率密 度大的电子云吸引，系统能量降低，当核间距达到 平衡距离R0(74pm)时，系统能量达到最低点----基态。 如果两个H原子核再接近，原子核间斥力增大．使 系统的能量迅速升高，排斥作用又将H原子推回平 衡位置。
ns-np杂化，ns-np-nd杂化，(n-1)d-ns-np杂化 ② 杂化轨道成键能力大于未杂化轨道。
+
+–
原子结构和分子结构ppt-医用化学课件
2. 在多电子原子中也决定电子的能量高 低. 多电子体中，主量子数相同而角量子数 不同的电子，能量不同
主量子数相同时，角量子数的值愈大， 能量愈高
单电子体系：Ens = En ＜End ＜Enf
磁量子数m 取值范围：整数和零，受到角量子数 l 的限
第六章 原子结构和分子结构
第一节 原子结构 第二节 分子结构 第三节 氢键
第一节 原子结构
原子结构的知识是认识各种物质结构和 性质的基础。人类对原子结构的认识，经历 了 几 千 年 的 探 索 ， 量 子 力 学 (quantum mechanics) 的现代概念揭示了微观世界粒子 运动的规律。 量子力学特征： 1.运动状态的不确定性
2.能量的量子化
基本粒子（原子、分子、离子和电子） 的运动不遵守经典力学规律。必须采用量子 力学的方法描述它们的运动状态。
量子力学的基础是：波粒二象性、测不 准原理和薛定锷方程。
——核外电子运动状态的现代概念
1. 电子具有波粒二象性，它具有质量、能量 等粒子特征，又具有波长这样的波的特征。 电子的波动性与其运动的统计规律相联系， 电子波是概率波；
归纳一：量子数的意义
n 电子层
l 电子亚层
n ，l 能级
n ，l，m 轨道
1,0,0——1s、2,0,0——2s、2,1,0——2pz、 2,1,±1——2px、2py
n ，l，m，s 运动状态
+11Na (2)(2,6)(1) 1, 0, 0, (+1/2); 1, 0, 0, (-1/2)
量子力学——原子轨道 =波函数 基态氢原子轨道的波函数
1s(r, , ) A1eBr
1
4
氢原子2s激发态轨道的波函数
原子结构和分子结构
❖ 对于单电子原子，n是决定其电子能量的唯一因素
E
2.18 1018
Z2 n2
(J)
13.6
Z2 n2
(eV)
（二） 角量子数(l)
❖ l 决定原子轨道和电子云的形状 ❖ 在多电子原子中配合主量子数n一起决定电子的能量 ❖ 取值：l＝0、1、2、3……(n-1)，共可取 n 个值 ❖ 同一电子层中的电子可分为若干个能级(亚层)，l 决 定了同一电子层中不同亚层 ❖ n, l相同的原子轨道称为简并轨道或等价轨道
h h p m
三年后，假设由电子衍射实验证实。
电子衍射实验
a
单个电子穿过晶 体投射在屏幕上
b
c
多个电子穿过晶 体投射在屏幕上
电子衍射图
X射线衍射图
电子衍射图
如何理解电子衍射图
统计解释：用弱的电子流使电子一个个地通过晶 体光栅或者使某个电子反复通过晶体光栅而到达底 片，长时间后，也有相同的衍射图形。说明电子衍 射不是电子与电子之间相互作用的结果，而是电子 本身运动所具有的规律性，而且是和大量的电子的 统计性联系在一起的。所以电子波又称统计波或概 率波(几率波)。
1.质量守恒定律 1756年，罗蒙诺索夫
2.定组成定律 1779年，法国，普劳斯特：一种 纯净的化合物不论来源如何，各组分元素的质量都有 一定的比例。
3.倍比定律 1803年，英国 中学教师道尔顿发现：当甲、 乙两种元素互相化合生成两种 以上化合物时，则在这些化合 物中，与同一质量的甲元素化 合的乙元素的质量互成简单的 整数比。
讨论：
核外每个电子的运动状态对应于一套量子数 n, l, m, s
s
各电子层可容纳电子数为：2n2
例题：
结构化学课件6第六章 配位化合物的结构和性质
八面体场，d轨道分裂成 eg 轨道（dz2 ，dx2-y2）， t2g 轨道（dxy ,dxz ,dyz）。 将eg和t2g这两组轨道间的能量差用△o或10Dq来表 示, △o或10 Dq称为分裂能, 根据重心守恒原理, 则
2E(eg)＋3E(t2g)＝0 E(eg)－E(t2g)＝△o 由此解得 E(eg)＝0.6△o = 6Dq E(t2g)＝－0.4△o =－4Dq
H2[HgI4]
K2[SiF6] K2[Co(SO4)2] [Ag(NH3)2]Cl [CrCl2(NH3)4]· 2H2O Cl· K[PtCl3NH3] [Co(NH3)5H20]Cl3
[Pt(NO2)(NH3)(NH2OH)(Py)]Cl
四碘合汞（ll)酸
六氟合硅(IV)酸钾 二硫酸根合钴(II)酸钾 氯化二氨合银(I) 二水合一氯化二氯四氨合铬(III) 三氯一氨合铂(II)酸钾 三氯五氨一水合钴(III)
K3[Fe(CN)6]
Fe3+：
3d5
µ =2.40
n=1
配合物的空间构型
配合物分子或离子的空间构型与配位数的 多少密切相关。 配位数
4 2 6 4 4 6 2
空间构型 直线形
四面体 平面正方形 八面体
NiCl 2 4
Ni(CN ) 2 4
例
Ag(NH3 ) 2
Fe(CN) 3 6
空间构型 例
[BeX4]2-四面体
Ni2+形成配位数为4的配合物时，既有四面体构型，也有平面正 方形构型的，前者，Ni2+采用的是dsp2杂化，后者，Ni2+采用的 是sp3 杂化。
四 配 位 的 配 平面正方形，μ=0 合 物
四面体，μ=2.83B.M.
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描述电子层能量的高低次序和离核远近的参数。
n可为零以外的正整数。 n=1，2，3… 每个值代 表一个电子层：
主量子数(n) 1 2 3
45
电子层 第一层 第二层 第三层 第四层 第五层
电子层符号 K L M N O
n值越小，该电子层离核越近，其能级越低。
14
角量子数（l）
确定原子轨道的形状并在多电子原子中和主量子数一 起决定电子的能级。
۞同一原子同一电子层内，对多电子原子来说，电子 间的相互作用造成同层能级的分裂，各亚层能级的相 对高低为Ens<Enp<End<Enf<……
۞同一电子亚层内，各原子轨道能级相同。
Enpx Enpy =Enpz
۞同一原子内，不同类型的亚层之间，有能级交
1926年，奥地利物理学家薛定谔提出了描述电子运动状态的 数学表达式，即著名的微观粒子运动方程—薛定谔方程。
2
x2
2
y2
2
z 2
8 2m
h2
(
E
V
)
0
式中: 为波函数, (x, y, z)
是空间坐标 x，y， z的函数
方程中m，E，V体现电子的微粒性，体现波动性。
10
3. 波函数和原子轨道
波函数是描述核外电子在空间运动状态的数学函数 式，即一定的波函数描述电子一定的运动状态。
8
2. 微观粒子的波粒二象性
1927年，美国物理学家戴维逊在进行电子衍射实验时发现高速 运动的电子束穿过晶体光栅投射到感光底片上时，得到的不是 一个感光点，而是明暗相间的条纹，与光的衍射图相似，证实 了电子的波动性。
电电 子子 枪束
薄晶体片
感光屏幕 衍射环纹
电子衍射实验示意图
9
3. 波函数和原子轨道
1. 玻尔理论
氢原子核内只有一个质子，核外只有一个电子，它是最简 单的原子。在氢原子内，这个核外电子是怎样运动的？这个 问题表面看来似乎不太复杂，但却长期使许多科学家既神往 又困扰，经历了一个生动而又曲折的探索过程。
3
6.1.1 核外电子的运动状态
1. 玻尔理论
1、爱因斯坦的光子学说
1913年，28岁 2、普朗克的量子化学说
7
6.1.1 核外电子的运动状态
2. 微观粒子的波粒二象性 微观粒子的波粒二象性
1924年，法国物理学家德布罗依预言，假如光具有 波粒二象性，那么微观粒子在某些情况下，也能呈 现波动性。
h
mv
左边是电子的波长 ，表明它的波动性特征，右边
是电子的动量代表它的粒子性，通过普朗克常数把 电子的粒子性和波动性定量地联系起来，这就是电 子的波粒二象性。
n值确定以后， 可为零到(n-1)的正整数，l 0,1, 2(n 1) 其中每一个l 值代表一个电子亚层：
角量子数（l） 0 1 2 3 4 5
电子亚层符号 s p d f g h 对于多电子原子来说，同一电子层中的l 值越 小，该电子亚层的能级越低，如：2s<2p
15
磁量子数（m） 是描述原子轨道在空间的伸展方向的。
16
图轨 道 角 度 分 布
x
＋ ＋
17
6.1.2 原子轨道能级图
多电子原子的能级
鲍林近似能级图
1939年L.Pauling对周期表中 各元素原子的原子轨道能级 图进行分析，归纳，总结出 多电子原子轨道能级图。
21
6.1.2 原子轨道能级图
多电子原子轨道能量
22
23
从图中看出： ۞各电子层能级相对高低为K<L<M<N<O<……
的Bohr在
3、氢原子的光谱实验
4、卢瑟福的有核模型
的基础上，建立了Bohr理论.
4
6.1.1 核外电子的运动状态
1. 玻尔理论
玻尔原子模型要点：
定态轨道概念：核外电子运动取一定的轨道，在此 轨道上运动的电子不放出也不吸收能量。
轨道能级的概念：不同定态轨道的能量是不同的，离 核近能量低，离核远能量高，轨道的不同能量状态称 为能级，正常状态下，电子在低能轨道上称为基态， 获能量后可到高能轨道上，成为激发态。
基础化学
第六章 原子结构与分子结构
1
本章重点
1 微观粒子的波粒二象性
2 四个量子数
3 原子轨道能级图
4 核外电子排布能量三原则
5 元素周期表与元素性质的周期性
6 离子键、金属键、共价键
7 杂化轨道理论和分子的空间构型
8 分子间作用力与氢键
2
第一节 原子核外电子的排布
6.1.1 核外电子的运动状态
5
6.激发态原子不稳定，当跃迁到低能 级时，释放出能量，以光的形式释放出来，不同元素的原子 发光时，各有特征的光谱。
轨道能量量子化概念：轨道间能量差值是不连续的，轨道能 量是不连续的，即核外电子运动的能量是量子化的。表征微 观粒子运动状态的某些物理量的能量在不连续的变化，称为 量子化。
m的取值决定于l值，可取2l+1个从-l到+l（包括零）的 整数，每一个m值代表一个具有某种空间取向的原子轨 道。 例：l 1, m 1,0, 1 三个数值，表示亚层上的三个相互垂 直的原子轨道。
自旋量子数（ ms ） 描述核外电子的自旋状态。
只针和有逆 12时或针 12方两向个。数值，表示电子的一种自旋方向，顺时
玻尔理论成功解释了氢原子和类氢原子光谱，缺陷是不 能解释多电子原子光谱。
6
6.1.1 核外电子的运动状态
2. 微观粒子的波粒二象性
光的波粒二象性
1905年爱因斯坦提出了光子学说，圆满地解释光电效
应。光作为一束光子流，其能量表示为E = h，光不
仅具有波动性，而且具有粒子性。波粒二象性是光的 本性。
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5 . 量子数
从薛定谔方程中求出 (r,的,具) 体函数形
式，即为方程的解。它是一个包含 n, l, m 三 个常数项的三变量的函数，常表示为：
n,l,m (r, , )
n, l, m － 量子数
n, l, m 三个量子数是薛定谔方程有合理解 的必要条件。
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5. 量子数
描述原子中各电子的状态（指电子所在的电子层和原 子轨道的能级、形状、伸展方向以及电子的自旋方向 等）需要四个参数。
原子轨道是波函数的空间图像，即原子中一个电子 的可能的空间运动状态。
波函数的意义： ➢ 是描述原子核外电子运动状态的数学函数式，是空
间坐标x,y,z的函数，每一个波函数叫原子轨道。
➢ 每一个函数有一相对应的能量 E
➢ 波函数ψ 没有明确的直观的物理意义，但 ψ 2 是表 示电子在核外空间某处出现的几率，即几率密度。