第一章原子结构与键合
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2. 键合很强，无方向 性。
3. 熔点、硬度高，固 态不导电，导热性 差。
4. NaCl 、 CrO2 、
Al2O3
1. 相邻原子通过共用 电子对结合。
2. 键 合 强 ， 有 方 向 性。
3. 熔点、硬度高，不 导电，导热性有好 有差。
4. 金刚石、SiO2
1. 金属正离子于自由 电子相互吸引。
2. 键合较强，无方向 性。
3. 熔点、硬度有高有 低，导热导电性 好。
4. Fe、Al、W、Hg
1111
二次键（物理键）
不依靠电子的转移或共享， 靠原子间的偶极吸引力结合
包括
分子键
氢键
1. 分子或分子团显弱 电性，相互吸引。
2. 键合很弱，无方向 性。
3. 熔点、硬度低，不 导电，导热性差。
4. 塑料、石蜡
1. 类似分子键，但氢 原子起关键作用。
第一章
原子结构与键合
1
原子结构
材料的性能
取决于
内部结构
包括
原子键合
原子排列
包括
显微组织
晶体
包括
非晶体
规则排列 不规则排列
22
第一节 原子的结构
一、原子结构
1.原子是由质子和中子组成的原子核，以及核外的 电子所构成的。
中子呈电中性，质子带正电。 原子为电中性，质子数与电子数相等。 原子的体积很小，直径约为10-10m数量级，而其
3．磁量子数m 给出每个轨道角动量量子 数的能级数或轨道数。
4．自旋角量子数s 反映电子不同的自旋方向。
5
一个原子中不可能有两个运动状态完
全相同的两个电子:每个原子轨道上
一、原子核
最多能只量能容最纳低两原个自理旋状态不同的电
子。
外电子排布 遵循的原理 和规则
原子泡核利外不电相子容在原排理布时要先 占有能量低的轨道，然后再 依次洪进特入规能则量较高的轨道，
原子核直径更小，仅为10-15m数量级。 原子的质量主要集中在原子核内。
✓ 每个质子和中子的质量大致为1.67X10-24g， ✓ 电子的质量约为9.11X10-28g，仅为质子的1/1836。
3
镁原子
• 图为镁(原子序数12)原 子结构中K,L和M量子 壳层的电子分布状况.
• 从内到外，依次为 K壳层(n=1), L壳层(n=2), M壳层(n=3).
这样使整个原子处于最低的
二、原子原核子核外能电量电子状子态在排。能布量式相同的各个轨 外电子排道布上排布时，电子尽量分占不同的 的表示式原子轨道，轨且道自表旋示状式态相同，这样
整个原子的能量最低。
6
轨道表示式
+7
用一个小方框表示一
个原子轨道，在方框
2 5 中用“↑ ”或“↓ ”
表示该轨道上排入的 电子的式子。
以共用电子对所形成分子的化合物叫做共价化合物18
判断：
• 含有共价键的化合物一定是共价化合物 错，如：NaOH Na2SO4
• 全部由非金属元素组成的化合物一定是 共价化合物 错，如 NH4Cl 等铵盐
• 在气态单质分子里一定有共价键 错，He、Ne等稀有气体
19百度文库
2-2. 成键原因： （1）通过共用电子对，各原子最外层电子数 目一般能达到饱和，由不稳定变稳定；
13
天然NaCl晶体
食盐
NaCl的制取：
点燃
2Na + Cl2==== 2NaCl
Na原子、Cl原子形成NaCl的自述
14
NaCl的晶体结构模型114
15
NaCl形成的微观过程
不稳 定
电子转 移
稳 定
Na+ Cl－
Na+和Cl- 之间存在哪些作用力？
16
讨论
在氯化钠晶体中，Na+和Cl- 之间存在哪些作用力？ 1、 Na+离子和Cl-离子间的静电相互吸引作用 2、阴阳离子间电子与电子、原子核与原子核 间的相互排斥作用 3、因阴阳离子接近到某一定距离时，吸引和 排斥作用达到平衡，阴阳离子间形成稳定 的化学键。
（2）两原子核都吸引共用电子对，使之处于 平衡状态； （3）原子通过共用电子对形成共价键后体系 总能量降低。
20
2-3 表示方法：电子式、结构式
在化学上常用一根短线 表示一对共用电子，例H-H O=O、Cl-Cl、H-Cl，其余的 电子不标出。这样的式子叫 结构式。
21
共价键通常表示形式：
1.用电子式表示：
电子排布式：1s2 2s22p3
轨道表示式：↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑
1S
2S
2P
问：2P轨道上的三 个电子怎样排？
7
8
三、元素周期表
元素----具有相同核电荷数的同一类原子为一种元素。 元素周期表是元素周期律的具体表现形式，它反映了元素 之间相互联系的规律，元素在周期表中的位置反映了那个 元素的原子结构和一定的性质。
N
N
如： H H
H
Cl
2.用结构式表示：
如： H H
4
二、原子的电子结构
描述原子中一个电子 的空间位置和能量可 用四个量子数表示。
多电子的原子中，核 外电子的排布规律遵 循三原则，即： 能量最低原理 Pauli不相容原理 Hund规则
1．主量子数n 决定原子中电子能量以及 与核的平均距离，即电子 所处的量子壳层。
2．轨道角量子数l 给出电子在同一量子壳层 内所处的能级（电子亚 层）。
17
2、共价键
2-1 概念
（1）定义：原子之间通过共用电子对所形成的相互作用。 （2）成键微粒：原子。
（3）成键本质：原子间通过共用电子对所产生的强烈
的相互作用。（即原子间的静电作用.）
（4）成键条件：一般由同种或不同种非金属与非金属
元素原子形成。(如：HCl O2 CH 4 H2O等) （5）存在范围：非金属单质(H2、 O2 )、共价化合物(NH3、 CH 4 、H2O)、离子化合物(NaOH、 NH4Cl)
XH-Y 2. 键合弱，有方向
性。 3. 熔点、硬度低，不
导电，导热性好。 4. 水、冰、DNA
12 12
1、离子键
定义：使阴、阳离子结合成化合物的静电作用
成键粒子： 阴、阳离子 成键性质： 静电作用（吸引与排斥） 成键元素（一般情况）： 易形成阳离子的元素 活泼金属元素（IA、IIA） 易形成阴离子的元素 活泼非金属元素(VIA、VIIA)
9
第二节 原子键合
一、键合种类
原子键合
分为
一次键
即
通过价电子的转移 或共用两原子的电 子云达到稳定结构
（化学键）
二次键
即
不依靠电子的转移 或共享，靠原子间 的偶极吸引力结合
（物理键）
10
10
一次键（化学键）
通过价电子的转移或共用两原 子的电子云达到稳定结构
包括
离子键
共价键
金属键
1. 正 负 离 子 相 互 吸 引。
3. 熔点、硬度高，固 态不导电，导热性 差。
4. NaCl 、 CrO2 、
Al2O3
1. 相邻原子通过共用 电子对结合。
2. 键 合 强 ， 有 方 向 性。
3. 熔点、硬度高，不 导电，导热性有好 有差。
4. 金刚石、SiO2
1. 金属正离子于自由 电子相互吸引。
2. 键合较强，无方向 性。
3. 熔点、硬度有高有 低，导热导电性 好。
4. Fe、Al、W、Hg
1111
二次键（物理键）
不依靠电子的转移或共享， 靠原子间的偶极吸引力结合
包括
分子键
氢键
1. 分子或分子团显弱 电性，相互吸引。
2. 键合很弱，无方向 性。
3. 熔点、硬度低，不 导电，导热性差。
4. 塑料、石蜡
1. 类似分子键，但氢 原子起关键作用。
第一章
原子结构与键合
1
原子结构
材料的性能
取决于
内部结构
包括
原子键合
原子排列
包括
显微组织
晶体
包括
非晶体
规则排列 不规则排列
22
第一节 原子的结构
一、原子结构
1.原子是由质子和中子组成的原子核，以及核外的 电子所构成的。
中子呈电中性，质子带正电。 原子为电中性，质子数与电子数相等。 原子的体积很小，直径约为10-10m数量级，而其
3．磁量子数m 给出每个轨道角动量量子 数的能级数或轨道数。
4．自旋角量子数s 反映电子不同的自旋方向。
5
一个原子中不可能有两个运动状态完
全相同的两个电子:每个原子轨道上
一、原子核
最多能只量能容最纳低两原个自理旋状态不同的电
子。
外电子排布 遵循的原理 和规则
原子泡核利外不电相子容在原排理布时要先 占有能量低的轨道，然后再 依次洪进特入规能则量较高的轨道，
原子核直径更小，仅为10-15m数量级。 原子的质量主要集中在原子核内。
✓ 每个质子和中子的质量大致为1.67X10-24g， ✓ 电子的质量约为9.11X10-28g，仅为质子的1/1836。
3
镁原子
• 图为镁(原子序数12)原 子结构中K,L和M量子 壳层的电子分布状况.
• 从内到外，依次为 K壳层(n=1), L壳层(n=2), M壳层(n=3).
这样使整个原子处于最低的
二、原子原核子核外能电量电子状子态在排。能布量式相同的各个轨 外电子排道布上排布时，电子尽量分占不同的 的表示式原子轨道，轨且道自表旋示状式态相同，这样
整个原子的能量最低。
6
轨道表示式
+7
用一个小方框表示一
个原子轨道，在方框
2 5 中用“↑ ”或“↓ ”
表示该轨道上排入的 电子的式子。
以共用电子对所形成分子的化合物叫做共价化合物18
判断：
• 含有共价键的化合物一定是共价化合物 错，如：NaOH Na2SO4
• 全部由非金属元素组成的化合物一定是 共价化合物 错，如 NH4Cl 等铵盐
• 在气态单质分子里一定有共价键 错，He、Ne等稀有气体
19百度文库
2-2. 成键原因： （1）通过共用电子对，各原子最外层电子数 目一般能达到饱和，由不稳定变稳定；
13
天然NaCl晶体
食盐
NaCl的制取：
点燃
2Na + Cl2==== 2NaCl
Na原子、Cl原子形成NaCl的自述
14
NaCl的晶体结构模型114
15
NaCl形成的微观过程
不稳 定
电子转 移
稳 定
Na+ Cl－
Na+和Cl- 之间存在哪些作用力？
16
讨论
在氯化钠晶体中，Na+和Cl- 之间存在哪些作用力？ 1、 Na+离子和Cl-离子间的静电相互吸引作用 2、阴阳离子间电子与电子、原子核与原子核 间的相互排斥作用 3、因阴阳离子接近到某一定距离时，吸引和 排斥作用达到平衡，阴阳离子间形成稳定 的化学键。
（2）两原子核都吸引共用电子对，使之处于 平衡状态； （3）原子通过共用电子对形成共价键后体系 总能量降低。
20
2-3 表示方法：电子式、结构式
在化学上常用一根短线 表示一对共用电子，例H-H O=O、Cl-Cl、H-Cl，其余的 电子不标出。这样的式子叫 结构式。
21
共价键通常表示形式：
1.用电子式表示：
电子排布式：1s2 2s22p3
轨道表示式：↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑
1S
2S
2P
问：2P轨道上的三 个电子怎样排？
7
8
三、元素周期表
元素----具有相同核电荷数的同一类原子为一种元素。 元素周期表是元素周期律的具体表现形式，它反映了元素 之间相互联系的规律，元素在周期表中的位置反映了那个 元素的原子结构和一定的性质。
N
N
如： H H
H
Cl
2.用结构式表示：
如： H H
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二、原子的电子结构
描述原子中一个电子 的空间位置和能量可 用四个量子数表示。
多电子的原子中，核 外电子的排布规律遵 循三原则，即： 能量最低原理 Pauli不相容原理 Hund规则
1．主量子数n 决定原子中电子能量以及 与核的平均距离，即电子 所处的量子壳层。
2．轨道角量子数l 给出电子在同一量子壳层 内所处的能级（电子亚 层）。
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2、共价键
2-1 概念
（1）定义：原子之间通过共用电子对所形成的相互作用。 （2）成键微粒：原子。
（3）成键本质：原子间通过共用电子对所产生的强烈
的相互作用。（即原子间的静电作用.）
（4）成键条件：一般由同种或不同种非金属与非金属
元素原子形成。(如：HCl O2 CH 4 H2O等) （5）存在范围：非金属单质(H2、 O2 )、共价化合物(NH3、 CH 4 、H2O)、离子化合物(NaOH、 NH4Cl)
XH-Y 2. 键合弱，有方向
性。 3. 熔点、硬度低，不
导电，导热性好。 4. 水、冰、DNA
12 12
1、离子键
定义：使阴、阳离子结合成化合物的静电作用
成键粒子： 阴、阳离子 成键性质： 静电作用（吸引与排斥） 成键元素（一般情况）： 易形成阳离子的元素 活泼金属元素（IA、IIA） 易形成阴离子的元素 活泼非金属元素(VIA、VIIA)
9
第二节 原子键合
一、键合种类
原子键合
分为
一次键
即
通过价电子的转移 或共用两原子的电 子云达到稳定结构
（化学键）
二次键
即
不依靠电子的转移 或共享，靠原子间 的偶极吸引力结合
（物理键）
10
10
一次键（化学键）
通过价电子的转移或共用两原 子的电子云达到稳定结构
包括
离子键
共价键
金属键
1. 正 负 离 子 相 互 吸 引。