大学化学——物质结构基础知识讲稿
普通化学教案物质结构基础
表面吸附与反应
表面吸附的概 念：物质在固 体表面上的聚
集现象。
表面吸附的原 理：由于表面 分子的作用力 与内部不同， 导致气体分子 在表面上的聚
集。
表面吸附的分 类：物理吸附 和化学吸附。
表面反应的定 义：在表面吸 附的基础上， 表面上的分子 与其他分子或 离子发生化学
反应。
界面现象与性质
润湿现象：液体在固体表面 铺展的现象
相变：晶体在不同 温度和压力条件下 发生结构转变的现 象
晶体缺陷对相变的 影响：缺陷可以促 进或抑制相变的发 生
相变在晶体缺陷中 的应用：通过控制 晶体缺陷来调控材 料的性能和功能
晶体结构与物理性质
晶体结构决定物质的物理性质，如硬度、熔点、导电性等。
不同晶体结构对物理性质的影响不同，如金属晶体具有良好的导电性和延 展性。
溶液中的化学反应动力学
反应速率常数：描 述化学反应快慢的 物理量
活化能：反应进行 所需的最低能量
反应机理：化学反 应的步骤和过程的 描述
催化剂：降低反应 活化能，加速反应 进程的物质
溶液中的相变与热力学
相变：溶液中物质 状态的变化，如溶 解、结晶等
热力学基本概念： 如熵、焓、自由能 等在溶液结构中的 意义
振动与转动的能量：较低，常温下即可发生。
振动与转动的光谱特征：可通过红外光谱和拉曼光谱进行检测和研究。
分子的极性
影响因素：元素的电负性、 键的极性、分子构型等
定义：分子中正负电荷中心 不重合，导致分子表现出极 性
极性分类：永久极性、诱导 极性、取向极性
物理性质：溶解度、熔点、 沸点等
分子光谱与分子能级
THANK YOU
汇报人：XX
表面张力：液体表面抵抗变 形的能力
【化学课件】物质结构教案课件
【化学课件】物质结构教案ppt课件一、教学目标：1. 让学生了解和掌握物质结构的基本概念和原理。
2. 使学生能够运用物质结构的知识解释和分析一些常见的化学现象。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力。
二、教学内容：1. 第一节：物质结构的基本概念物质的组成和分类元素和化合物分子、原子和离子2. 第二节：晶体的结构晶体的定义和分类晶体的结构类型晶体的性质三、教学方法：1. 讲授法：讲解物质结构的基本概念和原理。
2. 实验法：观察和分析晶体的结构。
3. 讨论法：引导学生运用物质结构的知识解释和分析化学现象。
四、教学步骤：1. 引入：通过一些日常生活中的化学现象，引导学生关注物质结构的重要性。
2. 讲解：讲解物质结构的基本概念和原理，如物质的组成、元素和化合物、分子、原子和离子等。
3. 演示：通过实验或课件展示晶体的结构，让学生观察和分析。
4. 练习：布置一些相关的练习题，让学生巩固所学知识。
5. 总结：对本节课的内容进行总结，强调重点和难点。
五、教学评价：1. 课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度和表现。
2. 练习题：检查学生对物质结构知识的掌握程度。
3. 实验报告：评估学生在晶体结构实验中的操作能力和观察能力。
【化学课件】物质结构教案ppt课件六、第六节：原子结构1. 原子序数、原子核、电子云2. 电子层、电子亚层、电子轨道3. 原子杂化、原子极性七、第七节：分子间力1. 范德华力、氢键2. 分子间力的类型及大小比较3. 分子间力对物质性质的影响八、第八节：晶体类型与性质1. 离子晶体、分子晶体、金属晶体、共价晶体2. 晶体结构与物质性质的关系3. 晶体生长的条件及过程九、第九节：物质结构与性能关系实例分析1. 金属的塑性、韧性、硬度与晶体结构的关系2. 分子晶体熔沸点与分子间力的关系3. 离子晶体熔沸点与晶格能的关系十、第十节：总结与拓展1. 物质结构知识在实际应用中的重要性2. 物质结构研究的最新进展和发展趋势3. 拓展阅读及思考题十一、教学评价：1. 课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度和表现。
【化学课件】物质结构教案课件
【化学课件】物质结构教案ppt课件一、教学目标：1. 理解物质结构的基本概念，掌握物质结构的主要类型。
2. 能够分析不同物质结构的性质及其应用。
3. 培养学生的观察能力、思考能力和实践能力。
二、教学内容：1. 物质结构的基本概念2. 原子结构与元素周期律3. 分子结构与化学键4. 固体结构与晶体类型5. 物质结构与性质的关系三、教学重点与难点：1. 教学重点：物质结构的基本概念、原子结构与元素周期律、分子结构与化学键、固体结构与晶体类型、物质结构与性质的关系。
2. 教学难点：原子结构与元素周期律、分子结构与化学键的内涵及其应用。
四、教学方法：1. 采用多媒体课件进行教学，结合图片、动画和实例，生动展示物质结构的内涵。
2. 利用案例分析和问题讨论，引导学生主动探究物质结构与性质的关系。
3. 开展小组合作学习，培养学生的团队协作能力和沟通能力。
4. 注重实践操作，提高学生的动手能力和实验技能。
五、教学过程：1. 导入新课：通过展示生活中的物质结构实例，引发学生对物质结构的兴趣。
2. 讲解物质结构的基本概念，引导学生掌握物质结构的主要类型。
3. 分析原子结构与元素周期律，探讨其对物质结构的影响。
4. 讲解分子结构与化学键，引导学生理解化学反应的本质。
5. 探讨固体结构与晶体类型，认识不同晶体结构的特征。
6. 分析物质结构与性质的关系，总结结构决定性质的规律。
7. 开展案例分析和问题讨论，巩固所学知识。
8. 实践操作：进行简单的物质结构实验，加深对物质结构的理解。
9. 总结与评价：回顾本节课所学内容，进行自我评价和小组评价。
10. 布置作业：布置相关练习题，巩固所学知识。
【化学课件】物质结构教案ppt课件六、教学评估：1. 课堂互动：观察学生在课堂讨论、提问和回答问题的情况，评估学生对物质结构的理解程度。
2. 练习题解答：检查学生完成练习题的情况，评估学生对物质结构知识的掌握。
3. 实验报告：评估学生在物质结构实验中的操作技能、观察能力和分析能力。
【化学课件】物质结构教案课件
物质结构教案PPT课件第一章：物质的组成1.1 物质的定义：物质是构成宇宙的基本实体，具有质量和体积。
1.2 物质的分类：纯净物和混合物1.3 元素的定义：元素是具有相同核电荷数（即核内质子数）的一类原子的总称。
1.4 元素周期表：元素周期表是元素按照原子序数递增排列的表格，反映了元素的周期性变化规律。
第二章：原子结构2.1 原子的定义：原子是物质的基本组成单位，由原子核和核外电子组成。
2.2 原子核：原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。
2.3 电子：电子是带负电的基本粒子，围绕原子核运动。
2.4 原子轨道：原子轨道是电子在原子核外空间的运动轨迹。
第三章：分子结构3.2 分子轨道理论：分子轨道理论是解释分子结构和化学键的一种理论。
3.3 键的类型：共价键、离子键、金属键3.4 分子形状：分子的空间构型对物质的性质有重要影响。
第四章：晶体结构4.1 晶体的定义：晶体是具有规则的几何外形的固体物质。
4.2 晶体的类型：离子晶体、共价晶体、金属晶体、分子晶体4.3 晶体的性质：晶体具有有序排列的分子或离子，具有较高的熔点、硬度和导电性。
4.4 晶体的结构特点：晶体结构具有周期性、对称性和周期性。
第五章：物质结构与性质的关系5.1 结构决定性质：物质的性质取决于其结构。
5.2 物质结构的改变与性质的变化：改变物质结构可以改变其性质。
5.3 物质结构与反应性：物质结构对化学反应有重要影响。
5.4 物质结构与功能：物质结构与其功能密切相关，如酶、膜等。
第六章：化学键6.1 化学键的概念：化学键是原子间强烈的相互作用。
6.2 离子键：离子键是由正负电荷吸引形成的键。
6.3 共价键：共价键是由共享电子对形成的键。
6.4 金属键：金属键是由金属原子之间的电子云形成的。
第七章：分子间力7.1 分子间力的概念：分子间力是分子之间的相互作用。
7.2 范德华力：范德华力是分子间的一种弱吸引力。
7.3 氢键：氢键是氢原子与其他原子间的特殊类型的分子间力。
大学化学——物质结构基础知识讲稿
氢原子轨道与三个量子数的关系
n
1K 2L
3M
4N
5O 6P 7Q
l
0s 0s 1p 0s 1p 2d
0s 1p 2d 3f
m
Ψ
0 ψ(1.0.0) 0 ψ(2.0.0)
0,±1
0 0,±1 0,±1, ±2
Hale Waihona Puke 0 0,±10,±1,±2
0,±1, ±2,±3
径向分布图和角度分布图
将Y( , φ)或 Y2( , φ)随 、φ 的变化关系 作图即得波函数或电子云的角度分布图。
电子云与原子轨道的角度分布图区别:
电子云 原子轨道
正负 无
有
注意：
形状 略“瘦 ” 略“胖” s电子云除外
注意
（1）原子轨道或电子云的角度分布图不表示 原子轨道或电子云的图像。
s p df
磁量子数 (m)：反映原子轨道的空间取向。
自旋量子数 (ms)：表征电子的自旋状态，取值：
1 2
通常用：“ ”或“ ”表示。
( n , l , m , ms )可全面描述核外电子的运动状态
4 电子云
概率密度
反映电子在空间某位置上单位体积内出现
的概率大小。用波函数的平方(ψ2)来描述。
（2）l , m 相同 n 不同，表示 R( r )不同, 但 Y(, φ)相同。
4.2 多电子原子结构和元素周期表
原子轨道的能级 核外电子分布 核外电子分布的周期系
1. 原子轨道的能级
核外电子分布
氢原子的轨道能级由主量子数 n 决定。 多电子原子轨道的能级由主量子数 n 和角量子数 l 共同决定。
晶体场理论
物质结构教案课件
物质结构教案课件第一章：物质的组成1.1 物质的定义：物质是构成世界的基本实体，具有质量和体积。
1.2 物质的分类：纯净物和混合物。
1.3 元素的定义：元素是具有相同核电荷数的一类原子的总称。
1.4 元素周期表：介绍元素周期表的构成和应用。
第二章：原子结构2.1 原子的定义：原子是物质的最小单位，由原子核和核外电子组成。
2.2 原子核：介绍原子核的组成和性质。
2.3 电子云：介绍电子在原子周围的分布情况。
2.4 原子轨道：介绍原子轨道的概念和分类。
第三章：分子结构3.1 分子的定义：分子是由两个或更多原子通过共价键连接而成的粒子。
3.2 分子轨道理论：介绍分子轨道的概念和分子轨道理论的应用。
3.3 键的类型：共价键、离子键和金属键。
3.4 氢键：介绍氢键的概念和氢键在生物分子中的作用。
第四章：晶体结构4.1 晶体的定义：晶体是具有规则排列的原子、分子或离子阵列的固体。
4.2 晶体的性质：有序排列、周期性重复和规则的几何形状。
4.3 晶体的类型：离子晶体、共价晶体、金属晶体和分子晶体。
4.4 晶体结构的应用：介绍晶体结构在材料科学和化学中的应用。
第五章：物质结构分析方法5.1 紫外-可见光谱：介绍紫外-可见光谱的原理和应用。
5.2 核磁共振谱：介绍核磁共振谱的原理和应用。
5.3 质谱：介绍质谱的原理和应用。
5.4 X射线晶体学：介绍X射线晶体学的原理和应用。
第六章：化学键与分子几何6.1 化学键的类型：共价键、离子键、金属键和氢键。
6.2 分子轨道理论：解释化学键的形成和分子的稳定性。
6.3 价层电子对互斥理论：预测分子的立体构型和键角。
6.4 分子几何与化学键：分子几何对化学键性质的影响。
第七章：晶体field 理论7.1 晶体场理论的基本概念：电子云和晶格的相互作用。
7.2 晶体场的类型：离子晶体场、共价晶体场和分子晶体场。
7.3 晶体场的性质：电荷分布、能量水平和轨道占据。
7.4 晶体场对物质性质的影响：颜色、磁性和光学性质。
物质结构教案课件
化合物
化合物是由两种或多种元 素组成的分子，元素之间 通过化合价相互结合。
分子的键合方式
共价键
原子之间通过共享电子来 形成共价键，是最常见的 键合方式之一。
离子键
原子之间通过电子的完全 转移形成离子键，通常在 金属元素和非金属元素之 间形成。
金属键
金属元素之间通过自由电 子形成金属键，使金属原 子结合在一起。
原子核的电荷数等于质子数，质 量数等于质子数加中子数。
原子核的半径约为原子半径的十 分之一，原子核的密度非常大， 约为固态物质密度的十倍以上。
电子云模型
电子云模型是用来描 述电子在原子核周围 空间分布的概率密度 。
电子云模型是基于量 子力学的理论，能够 更准确地描述电子的 行为。
电子云模型能够解释 电子的跃迁、能级、 光谱等。
根据组成原子的不同，晶体结构可以分 为金属晶体、离子晶体、共价晶体和分
子晶体等。
根据原子排列的规律，晶体结构可以分 为简单晶体、复杂晶体和层状晶体等。
根据对称性的不同，晶体结构可以分为 立方晶体、六方晶体、四方稳定性
晶体结构具有高度的稳定性，不 易发生化学反应或物理变化。
非极性分子
分子中正电荷和负电荷的中心重 合，导致分子没有电偶极矩，例 如甲烷。
04 晶体结构
晶体结构的基本概念
晶体结构是指物质在晶体状态下的内部结构。
晶体结构由原子、分子或离子在三维空间中按照一定的规律排列而成。
晶体结构具有周期性和对称性，是决定物质物理和化学性质的重要因素 之一。
晶体结构的分类
分子间相互作用
分子间的相互作用力和排列方式决定了晶体结构 的形成和性质。
05 非晶体结构
非晶体的特性
物质结构讲义
物质结构讲义1粒子间作用力（氢键、化学键、范德华力）课堂记录【考试说明】1．认识化学键的含义，了解并掌握离子键、共价键的概念，能区分离子化合物和共价化合物2．能熟练运用电子式表示离子键、共价键以及离子化合物及共价物质的形成过程。
3．了解键的极性和分子的极性。
4．知道分子间作用力的含义，了解化学键和分子间作用力的区别。
5．了解氢键的存在对物质性质的影响【知识梳理】考点1 化学键1．定义。
2．分类3. 离子键、共价键和金属键的比较比较离子键共价键金属键概念分类成键粒子成键特点成键元素物质类型注意：(1)由金属元素与非金属元素形成的化学键不一定是离子键，如AlCl3是共价化合物。
(2)由两种共价分子结合生成的化合物也不一定不是离子化合物。
如：NH3＋HCl===NH4Cl。
4. 化学反应的本质反应物分子内和产物分子中思考：有化学键被破坏的变化一定是化学变化？考点2 范德华力、氢键1. 范德华力、氢键及共价键比较范德华力氢键共价键概念物质分子之间普遍存在的一种相互作又称分子间作用力由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力分类存在范围某些含强极性键氢化物的分子间(如HF、H2O、NH3)或含F、N、O及H的化合物中或分子间作用力双原子或多原子的分子或共价化合物和某些离子化合物特征无方向性、无饱和性有方向性、有饱和性有方向性、有饱和性强度比较影响强度因素①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大对于A—H…B，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，键能越大成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定对物质性质的影响①影响物质的熔、沸点、溶解度等物理性质②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高。
如熔、沸点F2<Cl2<Br2<I2，CF4<CCl4<CBr4分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸点：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3①影响分子的稳定性②共价键键能越大，分子稳定性越强注意：①有氢键的分子间也有范德华力，但有范德华力的分子不一定有氢键。
人教版化学选修三物质结构化学讲义
第一章原子结构与性质一.原子结构 1.能级与能层注意: 每个能层的能级种数为n；轨道总数为n2 ；每个轨道最多容纳电子数为2 每个能层最多容纳电子数为2n22.原子轨道：不同能级上的电子出现概率约为90%的电子云空间轮廓图称为原子轨道3.原子核外电子排布规律⑴构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按能量由低到高的顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。
1s / 2s 2p / 3s 3p / 4s 3d 4p / 5s 4d 5p / 6s 4f 5d 6p / 7s 5f 6d 7p 能级交错：原子轨道的能量关系是：n s＜(n-2)f＜(n-1)d＜n p【能级组：n s (n-2)f (n-1)d n p；一个能级组中的各能级能量相近但不同】（2）能量最低原理现代物质结构理论证实，原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。
基态原子：处于最低能量状态的原子激发态原子：处于能量较高状态的原子基态原子可以吸收能量使核外电子跃迁到较高能级变成激发态，形成吸收光谱激发态原子也可释放能量使核外电子跃迁到较低能级变成低能激发态或基态，形成发射光谱现代化学中常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析（焰火、激光、灯光、霓虹灯光、焰色反应等许多可见光都与核外电子跃迁释放能量有关）（3）泡利（不相容）原理：基态多电子原子中，不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。
换言之，一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反（用“↑↓”表示），这个原理称为泡利原理。
（4）洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特规则。
比如，p3的轨道式为或，而不是洪特规则特例：当p、d轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。
即p0、d0、p3、d5、p6、d10时，是较稳定状态。
物质结构教案课件
物质结构教案PPT课件第一章：物质的组成与结构1.1 物质的定义与分类物质的概念物质的分类：纯净物、混合物1.2 元素与化合物元素的定义与性质化合物的定义与性质元素与化合物的关系1.3 原子结构原子的定义与性质原子核与电子层原子的大小与质量1.4 分子结构分子的定义与性质分子间的相互作用分子的形状与结构第二章：晶体结构2.1 晶体的定义与性质晶体的概念晶体的特点：有序排列、周期性、规则形状晶体的性质：熔点、硬度、导电性2.2 晶体的类型离子晶体分子晶体金属晶体原子晶体2.3 晶体结构的原子排列晶胞的概念晶胞中原子的排列方式晶体的空间群第三章：化学键与分子间作用力3.1 化学键的定义与分类化学键的概念离子键共价键金属键3.2 分子间作用力分子间作用力的概念范德华力氢键疏水作用力3.3 键长、键能与键角键长的定义与测量键能的概念与计算键角的概念与测量第四章：物质的状态与相变4.1 物质的状态固态液态气态等离子态4.2 相变与相图相变的概念相图的定义与类型相变的类型与原因4.3 相律与相图的应用相律的概念与表达式相图的应用领域相图与物质性质的关系第五章：物质的性质与结构的关系5.1 物质的化学性质化学反应与化学键化学键的断裂与形成物质的化学稳定性5.2 物质的物理性质熔点与沸点密度与比热容导电性与磁性5.3 物质的结构与性质的关系结构决定性质性质反映结构结构与性质的调控与应用第六章：金属结构与性能6.1 金属的电子结构自由电子的概念金属的电子气模型金属的导电性与导热性6.2 金属的晶体结构金属晶体的类型：面心立方、体心立方、简单立方金属晶体的原子排列金属晶体的性质：硬度、韧性、延展性6.3 合金的结构与性能合金的定义与分类合金的性能：强度、韧性、耐腐蚀性常见合金的应用领域第七章：非金属结构与性能7.1 非金属的晶体结构非金属晶体的类型：原子晶体、分子晶体、离子晶体非金属晶体的原子排列非金属晶体的性质：硬度、熔点、导电性7.2 非金属材料的结构与性能陶瓷的结构与性能玻璃的结构与性能塑料的结构与性能7.3 纳米材料的结构与性能纳米材料的概念纳米材料的结构特点纳米材料的性能：强度、韧性、催化性第八章：有机化合物的结构与性能8.1 有机化合物的基本概念有机化合物的定义与特点有机化合物的命名规则有机化合物的结构表示方法8.2 有机化合物的结构与性能碳原子的杂化类型有机化合物的键角与空间结构有机化合物的性能：熔点、沸点、溶解性8.3 有机化合物的同分异构现象同分异构体的概念同分异构体的类型：构型异构、构态异构、位置异构同分异构体与性能的关系第九章：生物大分子的结构与性能9.1 生物大分子的概念与分类生物大分子的定义蛋白质的结构与性能核酸的结构与性能糖类的结构与性能9.2 生物大分子的相互作用生物大分子之间的相互作用力生物大分子的折叠与组装生物大分子的功能与性能9.3 生物大分子的应用生物大分子的药物应用生物大分子的生物传感器应用生物大分子的生物材料应用第十章：物质结构与技术进展10.1 材料科学技术的进展新材料的研发与设计材料制备技术的发展材料性能的调控与优化10.2 物质结构表征技术X射线晶体学核磁共振谱学质谱学电子显微学10.3 物质结构与可持续发展绿色化学与环保材料生物可降解材料资源循环利用与节能减排第十一章：晶体学基础11.1 晶体学的基本概念晶体的基本特征晶格与晶胞晶体的对称性11.2 晶体的分类与点群晶体的分类点群的概念与表示空间群的概念与表示11.3 晶体的生长与制备晶体生长的基本原理晶体生长的方法与技术晶体制备的应用领域第十二章：电子显微学12.1 电子显微镜的基本原理电子显微镜的工作原理电子束与样品的相互作用电子显微镜的分辨率12.2 透射电子显微镜（TEM）TEM的工作原理与结构TEM的应用领域TEM样品制备技术12.3 扫描电子显微镜（SEM）SEM的工作原理与结构SEM的应用领域SEM样品制备技术第十三章：材料性能测试与分析13.1 材料性能的测试方法机械性能测试：拉伸、压缩、弯曲、冲击热性能测试：热导率、比热容、熔点电性能测试：电阻、电导、介电常数13.2 材料分析方法光谱分析：紫外、可见、红外、拉曼色谱分析：气相色谱、液相色谱质谱分析13.3 材料性能的表征与评价材料性能的表征参数材料性能的评价方法材料性能的优化与调控第十四章：材料设计与应用14.1 材料设计的基本原理材料设计的目标与方法材料设计的软件与工具材料设计的案例分析14.2 材料的应用领域金属材料：航空航天、汽车、建筑陶瓷材料：电子、光学、生物聚合物材料：包装、医疗、纺织14.3 材料的选择与评价材料的选择标准材料的评价方法材料的应用前景第十五章：物质结构与未来挑战15.1 物质结构的现代研究方法高通量实验方法：X射线衍射、核磁共振计算化学方法：分子动力学、量子化学实验与计算的结合15.2 物质结构研究的挑战与机遇纳米材料的结构与性能关系生物大分子的结构与功能关系新能源材料的结构与性能关系15.3 物质结构研究的未来方向智能化材料设计生物仿生材料研究可持续发展的材料研究重点和难点解析本文档详细介绍了物质结构的基本概念、各类材料的结构与性能、晶体学基础、电子显微学、材料性能测试与分析、材料设计与应用以及物质结构研究的未来挑战等十五个章节。
《物质结构》课件
离子结构：由离子通过 离子键连接而成
共价结构：由共价键连 接而成
复合结构：由多种结构 组合而成
晶体结构：由晶体结构 组成，如金刚石、石墨 等
物质结构的性质
物理性质
密度：物质单位体积的质量 硬度：物质抵抗外力变形的能力 导电性：物质导电的能力 热导率：物质传递热量的能力 磁性：物质对外磁场的反应 光学性质：物质对光的吸收、反射、折射等特性
位之一
原子、分子和离子
原子：构成物质的基本单位，由原子核和电子组成
分子：由两个或两个以上的原子通过化学键结合而成的基本单位
离子：带电的原子或原子团，由原子失去或获得电子形成 物质结构：物质由原子、分子和离子等基本单位按照一定的规律和方式 组合而成
物质结构的层次
原子结构
原子核：由质子和中子组成，带正电荷
化学性质
酸碱性：物质在水中的酸 碱性质
氧化还原性：物质在化学 反应中的氧化还原能力
热稳定性：物质在高温下 的稳定性
溶解性：物质在水中的溶 解能力
反应活性：物质在化学反 应中的活性
毒性：物质对人体或环境 的毒性
光学性质
反射：物质表面对光的反射能力 折射：物质内部对光的折射能力 吸收：物质对光的吸收能力
物质结构
汇报人：PPT
物质结构的基本概念 物质结构的层次 物质结构的分类 物质结构的性质 物质结构的测定方法 物质结构的实际应用
物质结构的基本概念
物质和结构的关系
物质结构是物质的基本属 性之一
物质结构决定了物质的性 质和功能
物质结构可以通过实验和 理论研究来揭示
物质结构与化学、物理、 生物等学科密切相关
散射：物质对光的散射能力
荧光：物质在紫外线照射下发出荧光的能 力
物质结构与性质
物质结构与性质物质的性质是由其结构决定的，物质的结构直接影响其性质的表现。
本文将探讨物质结构与性质之间的关系，以加深对物质世界的理解。
一、物质结构的基本概念物质的结构是指其内部的组织形态和排列方式，主要包括原子、分子和晶体结构。
原子是构成物质的基本单位，多个原子组合而成的就是分子，而晶体则是具有长程有序排列的大量分子。
二、物质结构对性质的影响1.硬度：晶体结构的物质通常比较硬，因为其分子有规律地排列在一定的位置上，使得物质具有较高的抗变形能力。
2.溶解性：分子结构的物质一般比较容易溶解，因为分子之间的距离较远，容易被溶剂包围而分散。
3.导电性：金属的电子排布十分特殊，因此金属晶体结构的材料常常具有良好的导电性。
4.磁性：带有未成对电子的物质通常具有一定的磁性，这和其结构有直接关系。
三、物质结构与性质的改变1.改变温度和压力：物质的结构和性质受温度和压力的影响很大，高温和高压下会改变原子、分子和晶体的排列方式，从而改变物质的性质。
2.对物质进行加工：物质的结构可以通过加工手段改变，比如通过锻造、拉伸等方式，可以调整晶体的排列而改变金属材料的性质。
3.通过化学反应：化学反应会改变物质之间的结合方式，从而改变物质的性质，比如氧化还原反应、水解反应等。
四、物质结构与性质的应用1.材料科学：材料科学关注物质结构与性质之间的关系，通过调控物质的结构来设计具有特定性能的新材料。
2.药物研发：药物的活性通常与其分子结构密切相关，药物研究者通过调整分子结构来提高药物的效力和减少副作用。
3.环境保护：了解物质的结构与性质可以帮助处理环境中的污染物，比如化学方法将有害物质转化为无害的物质。
五、结语物质的结构与性质是密不可分的，其在自然界和人类社会中有着广泛的应用。
通过深入研究物质的结构与性质之间的关系，可以为科学技术的发展和人类生活的改善提供强大的支持。
愿我们通过持续的探索与实践，揭开物质世界的更多奥秘。
人教版化学选修三物质结构化学讲义
人教版化学选修三物质结构化学讲义work Information Technology Company.2020YEAR第一章原子结构与性质一.原子结构 1.能级与能层注意: 每个能层的能级种数为n；轨道总数为n2 ；每个轨道最多容纳电子数为2 每个能层最多容纳电子数为2n22.原子轨道：不同能级上的电子出现概率约为90%的电子云空间轮廓图称为原子轨道3.原子核外电子排布规律⑴构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按能量由低到高的顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。
1s / 2s 2p / 3s 3p / 4s 3d 4p / 5s 4d 5p / 6s 4f 5d 6p / 7s 5f 6d 7p能级交错：原子轨道的能量关系是：n s＜(n-2)f＜(n-1)d＜n p【能级组：n s (n-2)f (n-1)d n p；一个能级组中的各能级能量相近但不同】（2）能量最低原理现代物质结构理论证实，原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。
基态原子：处于最低能量状态的原子激发态原子：处于能量较高状态的原子基态原子可以吸收能量使核外电子跃迁到较高能级变成激发态，形成吸收光谱激发态原子也可释放能量使核外电子跃迁到较低能级变成低能激发态或基态，形成发射光谱现代化学中常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析（焰火、激光、灯光、霓虹灯光、焰色反应等许多可见光都与核外电子跃迁释放能量有关）（3）泡利（不相容）原理：基态多电子原子中，不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。
换言之，一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反（用“↑↓”表示），这个原理称为泡利原理。
（4）洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特规则。
比如，p 3的轨道式为或 ，而不是洪特规则特例：当p 、d 轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。
物质结构基础知识 PPT课件
是高考中考查的热点问题，这一类问题的
难度一般都不太大，只要弄清元素、原子、
核素、同位素等概念的联系与区别，以及
原子中各种微粒之间的数量关系，就可以
答好这类题目。
30
•
（考查对化学键知识的理解）
关于化学键的下列叙述中，正确的是(
)D • A.离子化合物中不可能含有非极性共价
键
• B.金属和非金属化合都形成离子键
活泼金属和活泼非金属化合才形成离子键
。
32
• 方法指导：化学键的类型与离子化合 物、共价化合物之间关系是分析这类 问题的关键点，在理解这些概念时要 注意归纳和对比，防止片面地理解知 识，例如，如果只注意到离子化合物 中含有离子键，而没有注意到离子化 合物中也可能会存在共价键的情况， 就会出现错误的结论。
4
近
远
低
高
•
②原子核外各电子层最多容纳2n2 个
电子。
• ③原子最外层电子数目最多不超过8 。
• 个（K层为最外层时不能超过2 个），次
外层电子数目不能超18过 个，倒数第三
层电子数目不能32超过 个。
5
• 2.前18号元素原子结构的特殊性
•
(1)原子核中无中子的是11 H 。
• (2)最外层电子数等于次外层电子数的元
+ 4
、H3O+;阴离 。
• • •
分子： Ar、F2、HCl、H2S、；P阳H离3、子：。
H2O2、N2H；4阴、离C2子H6：、CH3OH
。
K+、Ca2+
HS-、S2-、Cl-
7
• 4.化学键 • 化学键是指直接相邻的原子或离子之间存
在的强烈的相互作用；离子键是阴、阳离 子间通过静电作用所形成的化学键；共价 键是原子间通过共用电子对所形成的化学 键。依据共用电子对是否发生偏移，可以 将共价键分为极性共价键和非极性共价键 。
第二篇物质结构基础知识
2．电离能 （ I ）
1．原子半径
同一周期中： 主族元素随着核电荷数的增加（自左至右）， 原子半径依次缩小（邻近元素相差约10pm）。 自上而下 原子半径依次增大。
副族元素随着核电荷数的增加，原子半径略有 减小（镧系半径减小极其缓慢，不足1pm——镧 系收缩）
1.1.2、原子结构的近代概念 1．波粒二相性 2．运动的统计性
1 波粒二象性
对于光的本性，曾经有微粒说、波动说的长 期争论，后来确认光既具有微粒性，又具有波 动性，称为波粒二象性。
物质波的概念 1924年de Broglie在光的启发下提出一
切物质都具有粒子性和波动性 ，即波粒二象性
把作为粒子特征的动量P和表现波特性 的波长联系起来。
也就是说，微观粒子运动的距离变化与动量变化 不能同时测准，这就是有名的海森堡测不准原理。
测不准原理是微观粒子的固有属性，不能用牛顿 力学描述。我们只能用统计的方法，描述大量微观 粒子运动的行为，即在一定区域内出现的概率，因 而电子运动的轨道失去了其真正的含义。
1.1.3 原子轨道和电子云
1、波函数和原子轨道 2、四个量子数 3、波函数与电子云
(1) 主量子数 n （2）角量子数 l （3）磁量子数 m （4）自旋量子数 ms
（1）主量子数
主量子数 n 表示电子层，其值越大，轨道距核 越远，能量越高。
主量子数 n 电子层符号
1 2 3 4 5 6 7… K L M N O P Q…
（2）角量子数 l
角量子数 l 又叫副量子数，表示电子亚层。它确定
随着元素原子序数的增加，其原子中的电 子在轨道中按照能量由低到高的顺序填充。
如基态的钛原子（n=22） a.能级顺序
普通化学-物质结构基础 ppt课件
思考：29号元素的的电子排布式如何？
1s22s22p63s23p63d104s1 外层电子的排布式，称为特征电子构型 P207-8
例5.3 写出26Fe原子的核外电子分布式和特征电子构型以及Fe3+离子的特征电子构型。
元素周期表分区
P205-7 207-3
sp3杂化轨道成键特征：
4个键指向正四面体的四个 顶点，键角为109°28'。
例如：
CH4, CX4, C(金刚 石),SiC等。
H
H
CH H
甲烷的空间构型
附图5.16 sp3杂化轨道
杂化轨道的应用(续) P205-11
sp3不等性杂化
氨分子中N原子可以进行sp3杂化形成不等性sp3杂化轨道。
N原子不等性sp3杂化轨道成键特征：
思考：NaCl晶体中钠离子与氯离子之间、金属铜中铜原子与铜原子之间，H2O
中氢原子与氧原子之间各有什么键？ 答：NaCl晶体中钠离子与氯离子之间是离子键；金属铜中铜与铜之间是金 属键，在水中， H2O分子中H原子与O原子之间存在共价键， H2O间存在分 子间作用力和氢键。
共价键的特性 P205-10
键
键
图5.15 s键和p键重叠方式示意图
图5.16 氮分子中三 键示意图
5. 分子轨道理论
当原子形成分子后，电子不再局限于原来的原子轨道， 而是属于整个分子的分子轨道。
分子轨道由组成分子的原子轨道组合产生，组合前后轨道总数不变。 组合前后系统的总能量不变 组合前原子轨道中所有的电子在组合分子轨道中重新分布，分 布法则与电子在原子轨道中的排布类似。
分子的空间构型和杂化轨道理论
2) 杂化轨道的应用
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s p df
磁量子数 (m)：反映原子轨道的空间取向。
自旋量子数 (ms)：表征电子的自旋状态，取值：
1 2
通常用：“ ”或“ ”表示。
( n , l , m , ms )可全面描述核外电子的运动状态
4 电子云
概率密度
反映电子在空间某位置上单位体积内出现
的概率大小。用波函数的平方(ψ2)来描述。
1926年，奥地利物理学家薛定谔提出 了氢原子体系的电子运动方程：
x 2 2 y 2 2 2 z 28 h 2 2 m (EV )0
Ψ — 波函数 （原子轨道）
E为电子总能量,V为电子势能 物理意义：描述原子中电子运动状态的数学函数式，
又称为原子轨道。通常用ψ(x , y , z)表示。
1924年，法国物理学家德布罗依受光的波粒二象 性的启发，提出微观粒子(电子)也具有波粒二象 性。
德布罗依关系式： = h／mv (波长与速度的关系)
粒子性: 实物粒子
波动性: 1927年, 电子衍射实验
戴维逊和汤姆逊
照相底片
电子发射器 晶体镍
波粒二象性是微观粒子运动的基本属性
2. 波函数与原子轨道
规律
（1）n 相同：E(s) < E(p) < E(d) < E(f) （2） l 相同：E(2p) < E(3p) < E(4p) （3）能级相错：E(4s) <E(3d)
注意
（1）同一能级组n不一定相同。 （2）能级交错现象并不发生在所有元素中。
2. 核外电子分布
（1）原则
符合“两原理一规则”: a. 泡利不相容原理 b. 能量最低原理 c. 洪特规则
（2）l , m 相同 n 不同，表示 R( r )不同, 但 Y(, φ)相同。
4.2 多电子原子结构和元素周期表
原子轨道的能级 核外电子分布 核外电子分布的周期系
1. 原子轨道的能级
核外电子分布
氢原子的轨道能级由主量子数 n 决定。 多电子原子轨道的能级由主量子数 n 和角量子数 l 共同决定。
原子轨道的能级由低到高的顺序： 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d
6p 5d
6s
4f
5p
5s
4d
4p
4s
3d
3s 3p
2s 2p
1s 鲍林近似能级图
6 (6s，4f，5d，6p) 5 (5s，4d，5p) 4 (4s，3d，4p) 3 (3s，3p) 2 (2s，2p) 1 (1s) 能级组
a. 泡利不相容原理
解决问题:
每一电子层最多所容纳的电 子数。
① 同一个原子中没有四个量子数完全 相同的两个电子存在。
内 容 ② 同一个原子轨道中最多只能容纳两 个电子，且自旋方向相反。
结 论：每一电子层最多所容纳的电子数为 2n2
例如： n=2 轨道总数：n2 = 4 填充电子数：2n2 = 8
电子云
电子云是电子在空间概率 密度分布的形象化图示。
波函数和电子云的角度分布图
ψ(x, y, z)
ψ(r, ,φ )
zP
x = r sin cosφ y = r sin sinφ z = r cos
o
φ
y
P`
x
ψ(r, , φ )= R( r ) ·Y(, φ)
径向部分 角度部分
波函数和电子云的图像可分解为两部分:
b. 能量最低原理
解决问题: 电子在不同电子层上的填充顺序。
内 容: 填充时尽先占领能量最低的轨道。
结 论: 电子在不同电子层上的填充顺序 依能量顺序由低到高填充。
6C 1s22s22p2 26Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 √
书写时要
内层电子 外层电子
注意顺序
1s22s22p63s23p64s23d6 ×
说明：本节不讨论薛定谔方程的求解过程，只是对 解薛定谔方程中引入的三个量子数（ n, l , m）
的意义作必要的探讨。
3. 量子数
主量子数 n = 1 ，2，3，. . . . . 角量子数 l = 0 ，1 ，2 ， n-1 磁量子数 m = 0，±1，±2， ± l
ψ (n，l，m)表示一个原子轨道
径向分布图和角度分布图
将Y( , φ)或 Y2( , φ)随 、φ 的变化关系 作图即得波函数或电子云的角度分布图。
电子云与原子轨道的角度分布图区别:
电子云 原子轨道
正负 无
有
注意：
形状 略“瘦 ” 略“胖” s电子云除外
注意
（1）原子轨道或电子云的角度分布图不表示 原子轨道或电子云的图像。
第五章 物质结构基础
物质(原子)结构与周期性
量子力学的诞生 微观粒子的波粒二象性 波函数与原子轨道 量子 数电子云
1900年12月14日
• 普朗克在柏林宣读了 他关于黑体辐射的论 文，宣告了量子 quantum的诞生。那 一年他42岁。
1927年第五届索尔维会议参加者合照
1. 微观粒子的波粒二象性
名称 轨道数 总数
1s 1 1
2s 1 22 2p 3 （4） 3s 1 3p 3 32 3d 5 （9）
4s 1 4p 3 42 4d 5 （16） 4f 7
2 l +1 n2
量子数的物理意义
主量子数(n)：代表电子离核的平均距离。 电子层 角量子数 (l ) ：反映原子轨道的形状。 电子亚层
01 23
c. 洪特规则
解决问题: 电子在电子亚层上的填充顺序
内 容: 电子尽可能分占不同的轨道且 自旋相同
结 论: 电子尽可能分占不同的轨道， 且保持自旋方向相同
6C 1s22s22p2 2p2 _ _ _ _ _ _
√×
___ ×
d.洪特规则 的补充
(1,0,0) 1/a3 0er/a0
氢原子轨道与三个量子数的关系
n
1K 2L
3M
4N
5O 6P 7Q
l
0s 0s 1p 0s 1p 2d
0s 1p 2d 3f
m
Ψ
0 ψ(1.0.0) 0 ψ(2.0.0)
0,±1
0 0,±1 0,±1, ±2
0 0,±1
0,±1,±2
0,±1, ±2,±3
（1）氢光谱
1913年，丹麦物理学家 N•Bohr提出氢原子结构 模型:
4
定态
基 态 能量最低 最稳定 激发态 能量较高 不太稳定
E2 - E1 = E = h h —普朗克常数（6.626×10 -34 J ·S）
普朗克
•
1 2 3
E = 2.18×10-18 / n2 n — 主量子数
（2）微观粒子的波粒二象性