结构化学PPT课件

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1913年，丹麦科学家玻尔 行星轨道的原子结构模型
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1926年，奥地利物理学家薛定谔等 以量子力学为基础提出电子云模型
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质子（正电） 原子核 原子 （正电） 中子（不带电）
不显 电性 核外电子 分层排布
（负电） 与物质化学性质密切相关
140亿年后的今天： 氢原子占88.6% 氦原子为氢原子数1/8 其他原子总数不到1%
99.7%
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2、地球中的元素
绝大多数为金属元素 包括稀有气体在内的非金属仅22种 地壳中含量在前五位：O、Si、Al、Fe、Ca
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3、原子的认识过程
古希腊哲学家留基伯和德谟克立特 思辨精神
原202子1/3/7：源自古希腊语CAHEtNoLIm，不可再分的微粒5
1803年 道尔顿（英） 原子是微小的不可分割的实心球体
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1897年，英国科学家汤姆生 枣糕模型
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1911年，英国物理学家卢瑟福 电子绕核旋转的原子结构模型
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③特殊规则 例：写出Cr和Cu的电子排布式
全满规则 半满规则
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四、电子云与原子轨道
1、电子云 薛定谔等 以量子力学为基础
①电子云
处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间 的概率密度分布的形象化描述
小黑点：概率密度
单位体积内出现的概率 小黑点越密概率密度越大
小黑点不是电子！
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2、原子轨道
①定义
电子在原子核外的一个空间运动状态
②原子轨道与能级
ns能级 ns轨道
npx轨道 简
np能级 npy轨道 npz轨道
并 轨 道
nd能级
ndz2轨道
ndx2—y2轨道
ndxy轨道 ndxz轨道 ndyz轨道
同一能级中的轨道能量相等，称为简并轨道
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2、电子排布式
①电子排布式 例：写出Zn的电子排布式
Zn为30号元素，电子共30个 依据构造原理 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10
书写时：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 写出K Ca Ti Co Ga Kr Br的电子排布式
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Zn：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 Ar 简 化
Zn：[Ar] 3d10 4s2 ②简化电子排布式
价层电子：主族、0族元素最外层 副族、Ⅷ族最外层和次外层
写出K Ca 2021/3/7 Ti Co Ga Kr CHENLI Br的简化电子排布19式
能层: 一 二
三
KL
M
四…… N ……
能级： 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
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3、注意问题
①能层与能级的关系 每一能层的能级从s开始，s,p,d,f…… 能层中能级的数量不超过能层的序数
②能量关系
EK﹤EL ﹤ EM ﹤ EN
Ens﹤Enp ﹤ End ﹤ Enf
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③原子轨道的电子云轮廓图 s轨道的电子云轮廓图
npx轨道电 npy轨道电 子云轮廓图 子云轮廓图
npz轨道电 子云轮廓图
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nd轨道电子云轮廓图
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五、泡利原理和洪特规则
核外电子的基本特征
量 主量子数
子 化
角量子数
描 磁量子数 述
自旋量子数
能层 能级 轨道 自旋
大范围 小范围
公转 自转
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1、泡利原理
填多少
每个轨道最多只能容纳2个电子
且它们的自旋方向相反
2、洪特规则
怎么填
电子总是优先单独地占据简并轨道
且它们的自旋方向相同
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3、电子排布图
例：写出O原子的电子排布图 O原子的电子排布式： 1s2 2s2 2p4
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二、能层与能级
1、能层
电子层
能层名称 一 二 三 四 五 六 七 能层符号 K L M N O P Q
从K至Q ，能层离核越远，能层能量越大 每层最多容纳电子的数量：2n2
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2、能级
同一个能层中电子的能量相同的电子亚层
能级名称：s、p、d、f、g、h…… 能级符号：ns、np、nd、nf…… n代表能层 最多容纳电子的数量 s:2 p:6 d:10 f:14
原子结构与性质 分子结构与性质
晶体结构与性质
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原子结构
原子结构与元素的性质 共价键
分子的立体结构
分子的性质
晶体的常识
分子晶体与原子晶体
金属晶体
离子晶体
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第一章 原子的结构与性质
第一节 原子结构
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一、开天辟地——原子的诞生
1、原子的诞生
宇宙大爆炸2小时：大量氢原子、少量氦原子 极少量锂原子
数
能层 2 8 电子
数 2n2 2n2
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18 2n2
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32 2n2
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三、构造原理与电子排布式
1、构造原理
多电子基态原子的电子按能级交错的形式排布
电子排布顺序
1s
→ 2s → 2p
→ 3s → 3p
→ 4s → 3d → 4p →
→ 5s → 4d → 5pΒιβλιοθήκη Baidu→
→ 6s → 4f 2021/3/7 → 5d →CHEN6LIp……
1s2 2s2
2p4
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原子结构的表示方法 原子结构示意图
Ens﹤E(n+1) s ﹤ E(n+2) s ﹤ E(n+3) s
E ﹤E ﹤ E ﹤ E 2021/3/7
np
(n+1)p
CHE(nNL+I 2)p
(n+3)p
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能层 K L
M
N
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
能级 电子 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14
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②电子云轮廓图
电子出现的概率约为90%的空间 即精简版电子云
③电子云轮廓图特点 a.形状 ns能级的电子云轮廓图：球形 np能级的电子云轮廓图：双纺锤形
nd能级的电子云轮廓图：多纺锤形
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b.电子云扩展程度
同类电子云能层序数n越大，电子能量越 大，活动范围越大电子云越向外扩张