一、原子结构、分子结构

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1、2018-7-5一、原子结构原子结构和分子结构[大纲解读]全国初赛大纲要求：核外电子运动状态:用s、p、d等来表示基态构型（包括中性原子、正离子和负离子）核外电子排布。电离能、电子亲合能、电负性。四个量子数原子核外电子的运动状态量子数物理意义取值范围现代原子结构理论认为，电子在原子核外高速运动，而且没有一定的轨道，所以，电子在核外运动主量子数n描述电子离核远近及n=1,2,3,…正整数时就像一团带负电荷的云雾笼罩着带正电荷的原子能量高低核，因此，通常把核外电子的运动比喻为电子云。角量子数l描述原子轨道的形状l=

2、0,1,2,…小于n的正原子结构理论进一步指出，核外电子是在不同及能量的高低整数层上运动，这些层叫做电子层；电子层又分为若干磁量子数m描述原子轨道在空间m=0,+1,-1,+2,－2亚层；亚层还有不同的轨道；而在每个轨道中运动的伸展方向,…±l的电子还有两种不同的自旋。电子层、亚层、轨道自旋量子数描述电子的自旋方向ms=+1/2,-1/2、自旋四个方面决定了一个核外电子的运动状态。ms34四个量子数和电子运动状态波函数角度分布图:s轨道：主量子数角量子数磁量子数自旋磁量子数nlmms电子运动能级原子轨道状态数取

3、值取值取值取值符号符号符号总数101s01s1±1/2202s02s±1/202pz±1/224812p2px±1/2±12py±1/2l=0,1,2,……,(n-1);m=0,±1,±2,……,±l5612018-7-5波函数角度分布图:d轨道波函数角度分布图:P轨道p轨道78原子轨道的形状9原子轨道(波函数)角度分布图(剖面图)鲍林近似能级图3s4s5s6s7s1s2s2p3p3d4d4f5f4p5p5d6d7p6p22018-7-5考题回顾二、化学键与分子结构1（2006第一题）200

4、6年3月有人预言，未知全国初赛要求：路易斯结构式（电子式）。价层电超重元素第126号元素有可能与氟形成稳定子对互斥模型对简单分子（包括离子）几何构型的的化合物。按元素周期系的已知规律，该预测。杂化轨道理论对简单分子（包括离子）几何元素应位于第周期，它未填满电子的能构型的解释。共价键。键长、键角、键能。σ键和π级应是，在该能级上有个电子，而这键。离域π键。共轭（离域）的一般概念。等电子个能级总共可填充个电子。体的一般概念。键的极性和分子的极性。相似相溶规律。对称性基础（限旋转和旋转轴、反映和镜面、反演和对称中心）

5、（一）、路易斯电子理论（八隅体）3．Lewis结构式的书写1．基本思想：当ns、np原子轨道充满电子，会成为8电子构型，该电子构型是稳定的，所以在共价分子中，每个原子都希望成为[练习1]：写出NO3-、BF3、HOCN、N3-、HN3的Lewis结构八电子构型（H原子为2电子构型）。2．共价分子中成键数和孤电子对数的计算：式计算步骤：a．令no共价分子中每个原子形成八电子构型（H为2电子构型）所需要的电子总数4．Lewis结构式稳定性的判据¾¾形式电荷QFb．令nv共价分子中，每个原子的价电子数总和c．令nb共

6、价分子中所有原子之间共价键数目——成键数a．在Lewis结构式中，QF应尽可能小，若共价分子中所nonvnb有原子的形式电荷均为零，则是最稳定2d．令nl共价分子中存在的孤对电子对数的Lewis结构式；b．两相邻原子之间的形式电荷尽可能避免同号。nnv2nb从QF的判断，应保留最稳定和次稳定的几种Lewis结构式，l2它们互称为共振结构6．特殊情况5．Lewis结构式的应用(1)对于奇电子化合物，如NO2，只能用特殊的方法(1)可以判断Lewis结构式的稳定性；[练习2]：比较氰酸根离子OCN－与异氰酸

7、根离子ONC－的表示：稳定性。(2)共振结构式可以计算多原子共价分子的键级；(2)对于缺电子化合物，如BF3：[练习3]计算HN3分子N-N键的键级和苯分子C-C键的键级(3)对于富电子化合物，如POCl3、SF6等(3)可以判断原子之间键长的长短。键级越大，键能越大，键长越短32018-7-5讨论：如何确定中心原子的价电子“富”到什么程2014第3题2013年，科学家通过计算预测了高压下固态度呢？氮的一种新结构：N8分子晶体。其中，N8分子呈首尾不分的链状结构：按价键理论，氮原子有4种成键方式；中心原子周围的

8、总的价电子数等于中心原子本身的除端位以外，其他氮原子采用3种不同类型的杂化轨道。价电子与所有配位原子缺少的电子数之和3-1画出N8分子的Lewis结构并标出形式电荷。写出端位例如：XeF、XeF、XeOF、XeO等化合物，之外的N原子的杂化轨道类型。24243-2画出N8分子的构型异构体。它们都是富电子化合物XeF2：8+1Х2=10XeF4：8+1Х4=12XeOF2：8+2+1Х2