第9章 原子结构和分子结构

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1、第9章原子结构和分子结构  一、学习的基本要求 1、了解核外电子的运动特点，理解原子轨道等概念，掌握描述核外电子运动状态的四要素。2、了解原子轨道的能量，理解原子轨道的能级顺序，掌握核外电子的排布规律和核外电子的排布的表示方法。3、理解电子层结构与元素周期系的关系，掌握元素性质的变化规律和元素周期表的结构。4、理解共价键的本质，掌握共价键的特点、类型，了解共价键的参数。5、了解共价键的极性，掌握常见分子极性的判断方法。6、理解杂化轨道理论要点，掌握S-P杂化轨道的基本类型。7、了解分子间作用力对物质性质的影响，掌握分子间作用力的类型。8、了解离子键和金属

2、键的形成，理解离子键和金属键的概念。 二、重点与与难点1、重点：核外电子的排布规律与核外电子排布的表示方法；元素性质的变化规律和元素周期表的结构；共价键的特点和类型；S-P杂化轨道的基本类型。2、难点：核外电子运动状态；原子轨道的能级顺序；杂化轨道理论要点，分子极性的判断。 三、知识要点（一）基本概念 1、电子云:用小黑点疏密来表示核外电子出现的几率大小，小黑点密的地方电子在该处出现的几率大，小黑点疏的地方电子在该处出现的几率少。这种用小黑点疏密来表示核外电子出现的几率大小的图像称作电子云。2、原子轨道：把电子出现的几率相等的地方联接起来，称为等密度面，

3、如果这个等密度面包括电子出现的总几率在95%以上，这个电子运动的空间范围就称为原子轨道。原子轨道也可以理解为具有一定形状和伸展方向的电子云所占据的空间。3、电离能：电离能是使一个基态的气态原子失去电子成为气态正离子时的需要的能量。符号为I，单位常用kJ/mol表示。4、电子亲合能：气态的基态原子得到一个电子变成气态负离子时所放出的能量称为第一电子亲合能，符号为E，单位常用kJ/mol表示。5、电负性：分子中原子吸引电子的能力称为电负性，元素的电负性是相对值，它是以最活泼的非金属F为基准，其它元素与F相比较而得到的对应的电负性。6、杂化轨道：原子形成分子时

4、，同一原子中能量相近的不同原子轨道重新组合成一组新的轨道的过程称为杂化，所形成的新轨道称为杂化轨道。 （二）基本知识1、核外电子的运动状态对于多电子原子，核外电子的运动比较复杂，需从以下四个方面来描述。（1）电子层　在含有多个电子的原子里，电子的能量并不相同。根据电子能量的差异和通常运动的区域离核远近的不同，可以将核外电子运动的区域分成不同的电子层，用字母n表示：n=1、2、3、4……习惯上也用K、L、M、N、O、P、Q等字母来表示。（2）电子亚层和电子云形状　在同一个电子层中，电子的能量还稍有差别，电子云的形状也不相同。根据这个差别，又可以把一个电子层

5、分成一个或几个亚层，分别用s、p、d、f等符号表示。s亚层电子云是以原子核为中心的球形，p亚层的电子云是纺锤形，d亚层、f亚层电子云形状比较复杂。（3）电子云的伸展方向　电子云不仅有确定的形状，而且有一定的伸展方向。s电子云是球形对称的，在空间各个方向上伸展的程度相同。P电子云在空间有三个伸展方向。d电子云可以有五种伸展方向，f电子云可以有七种伸展方向。电子云的每一种伸展方向就是一个原子轨道。电子层、电子亚层和原子轨道的关系：电子层　　　亚层　　　　　　　　原子轨道数1s1=122s、p1+3=4=223s、p、d1+3+5=9=324s、p、d、f1+

6、3+5+7=16=42nn2即每个电子层可能有的最多原子轨道数应为n2。（4）电子的自旋　实验证明电子除了在核外作高速运动外，本身还作自旋运动。电子自旋有两种状态，相当于顺时针和逆时针两种方向。常用向上箭头↑和向下箭头↓来表示不同的自旋状态2、多电子原子轨道的能级多电子原子的各个电子之间存在着斥力，在研究某个外层电子的运动状态时，必须同时考虑到核对电子的吸引力及其它电子对它的排斥力。由于其它电子的存在，往往减弱了原子核对外层电子的吸引力，从而使多电子原子的电子所处的能级产生了交错现象。原子轨道的能级顺序：1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4

7、f5d6p7s5f6d7p3、原子核外电子排布规律（1)泡利不相容原理每个原子轨道只能容纳两个电子，且自旋方向相反。由此可以推出各电子层最多容纳2n2个电子。（2）能量最低原理多电子原子处于基态时，在不违背泡利不相容原理的前提下，电子尽可能先占据能量较低的轨道，而使原子体系的总能量最低，处于最稳定状态。（3）洪特规则电子在等价轨道（如3个p轨道，5个d轨道，7个f轨道）上排布时，总是尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同。这种排布体系能量最低，最稳定。光谱实验还表明，当等价轨道中的电子处于半充满、全充满或全空的状态时具有额外的稳定性。半充满　　　s1、p3

8、、d5、f7全充满　　　　s2、p6、d10、f14　　　全　空　　　　s0、p