原子结构与键合

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1、第一章原子结构与键合宋强副教授重点与难点1、描述原子中电子的空间位置和能量的4个量子数。2、核外电子排布遵循的原则。3、元素性质、原子结构和该元素在周期表中的位置三者之间的关系。4、原子间结合键分类及其特点。1.1原子结构一、物质的组成—分子、原子、离子1、分子：能单独存在，且保持物质化学特性的一种微粒。2、原子：化学变化中的最小微粒，是组成分子和物质的基本单元。注意—原子不是物质的最小微粒二、原子的结构1、结构：原子核（质子+中子）+核外电子2、特点：1）电中性，质子数=核外电子数；2）体积小；3）质量主要集中在原子核内三、原子的电子结构（重点

2、掌握）电子云:用统计的方法判断电子在核外空间某一区域内出现的几率的大小1、原子中的一个电子的空间位置和能量用四个量子数确定：1）主量子数n—决定原子中电子能量以及与核的平均距离，即表示电子所处的量子壳层。n=1，2，3，4……；依次命名为K、L、M、N壳层电子云量子壳层镁的电子分布状况2）轨道角动量量子数li—给出电子在同一量子壳层所处的能级（电子亚层）取值为0，1，2，…，n-1例：若n=2，则有两个轨道角动量量子数l2=0和l2=1说明L壳层中，根据电子能量的差别，还包含两个电子亚层li01234能级spdfg说明：在同一量子壳层中，亚层电子

3、的能量是按s,p,d,f,g的次序递增三、原子的电子结构（重点掌握）3）磁量子数mi—给出每个轨道角动量量子数的能级数或轨道数。每个li下的磁量子数为2li+14）自旋角动量量子数si—反映电子不同的自旋方向规定：si为和，反映电子顺时针和逆时针两种自旋方向，用“↑”和“↓”li01234能级spdfg轨道数13579三、原子的电子结构（重点掌握）钠元素11个电子中每个电子的全部量子数钠（原子序数为11）原子结构中K﹑L、M量子壳层的电子分布状况2、核外电子的排布规律遵循的原则：1）能量最低原理：电子排布总是尽可能使体系得能量最低电子总是先占据能

4、量最低的壳层，排满后再进入下一壳层K→L→M→N同一电子层，电子按照s→p→d→f→g2）泡利不相容原理：在一个原子中不可能有运动状态完全相同的两个电子3）洪德（Hund）定则：①在同一亚层中的各个能级中，电子的排布尽可能分占不同的能级，而且自旋方向相同；②当电子排布为全充满、半充满或全空时，整个原子的能量最低。举例：碳、氮、氧三元素原子的电子层排布主量子数为n的壳层，最多容纳2n2个电子三、原子的电子结构（重点掌握）需注意的问题当原子序数较大时，电子排列并不总是按照规则依次排列的，d和f能级开始被填充时，相邻壳层的能级有重叠现象。举例：①原子序

5、数为26的铁原子1s22s22p63s23p63d64s2②写出原子数为32、62的原子的电子排布1s22s22p63s23p63d104s24p21s22s22p63s23p63d104s24p64d104f65s25p66s2③写出原子数为24、29的原子的电子排布7s7p7d6s6p6d6f5s5p5d5f4s4p4d4f3s3p3d2s2p1s四、元素周期表1、基本概念回顾★元素：具有相同核电荷数的同一类原子的总称。★元素周期律：元素的外层电子结构随着原子序数（核中带正电荷的质子数）的递增而呈周期性的变化的规律。★同位素:具有相同的质子数

6、而中子数不同的同一元素的原子。质量不同、化学性质相同2、说明1）7个横行周期按原子序数递增的顺序从左至右排列；2）18个纵行16族，7个主族、7个副族、1个Ⅷ族、1个零族，最外层的电子数相同，按电子壳层数递增的顺序从上而下排列。3、特点：1）同一周期元素：核外电子层数相同，从左到右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。2）同一主族元素：从上到下电子层数增多，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。3）价电子数：惰性元素、碱金属、过渡族金属写出Fe2+：1s22s22p63s23p63d6Fe3+：1s22s22p63s23p63d5四、元素周期表1.2原

7、子间的键合结合键物理键（Physicalbonding）化学键（Chemicalbonding）氢键（Hydrogenbonding）金属键（Metallicbonding）离子键（Ionicbonding）共价键（Covalentbonding）主价键Primaryatomicbonding→次价键Secondaryatomicbonding一、金属键1、典型金属原子的结构特点1）最外层电子数很少；2）价电子极易挣脱原子核之束缚而成为自由电子，形成电子云；2、定义：金属中自由电子与金属正离子之间构成的键3、金属键特点：1）电子共有化；2）无饱和

8、性、无方向性；3）形成低能量密堆结构。金属键4、性能：良好的导电、导热性能，良好的延展性金属变形时，由金属键结合的原子可变换相对位置，因