[理学]第1章 原子、分子结构及性质.ppt

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1、无机化学选论主讲：石晓波理论部分溶液反应元素化学结构理论反应理论酸、碱反应沉淀-溶解反应氧化-还原反应配位反应化学物质的结构、性质、制备、应用。无机化学内容回顾一1原子、分子结构及性质2配位化合物3溶液化学中的几个问题4主族元素化学5过渡金属本课程主要内容二第1章原子、分子结构及性质主要内容原子的性质1.1共价键分子的成键理论1.2分子的立体化学1.3离子极化学说及其应用1.41.原子结构理论中的重要概念(1)量子化(2)波粒二象性(3)波函数、原子轨道和电子云(4)概率密度和概率分布(5)量子数(6)能

2、级、能级组和电子层(7)屏蔽效应和钻穿效应1.1原子的性质2.原子核外电子的排布排布三原则最低能量原理电子在核外排列应尽先分布在低能级轨道上,使整个原子系统能量最低。Pauli不相容原理每个原子轨道中最多容纳两个自旋方式相反的电子。Hund规则在n和l相同的轨道上分布的电子,将尽可能分占m值不同的轨道,且自旋平行。3.元素周期律与元素周期表元素周期律正是各元素原子内部结构周期性变化的反映，因此各元素在周期表中的位置、各周期元素数、主副族的确定、元素的分区等都是元素原子电子层结构的反映。习题1-1.已知某元

3、素的原子序数是42，试推断：(1)该元素的电子结构；(2)处于哪一周期哪一族？(3)是非金属还是金属？(4)最高氧化态及其氧化物的酸碱性。1-2.写出下列电子构型的阳离子位于周期表中的哪些区？并对每种构型的阳离子在每一区中各举一例：8电子构型，18电子构型，18+2电子构型，9—17电子构型，2电子构型。1-3.为什么最外电子层的电子数不能超过8个,次外电子层的电子数不能超过18个，而不是电子最大容纳数=2n2?1-4.原子核外最外层电子的四个量子数为n=4,l=0，m=0，ms=½,试写出符合条件的元素

4、有几种？元素符号为？1-5.有3个元素A、B、C，最外层电子构型分别为A：4d55s1；B：5d06s2；C：3d34s2。指出它们处于哪一周期哪一族？原子序数分别是多少？元素符号？1-6.现有A、B、C、D四元素，A是IA族第五周期元素，B是第三周期元素，B、C、D的价电子分别为2，2和7个，四元素原子序数从小到大的顺序是B、C、D、A。已知C和D的次外层电子均为18个。(1)判断A、B、C、D各是什么元素？(2)写出A、B、C、D简单离子的形式；(3)这四种元素中互相生成二元化合物有几种？1-7.回答

5、以下各问题:(1)写出原子序数为32的元素的核外电子排布、元素符号、元素名称以及此元素在周期表中的位置；(2)试用四个量子数分别表示这个元素原子最外层各价电子的核外运动状态(3)分别画出此元素原子最外层px电子的轨道角度分布图及电子云径向分布图。1-8.请解释在H原子中3s和3p轨道有相等的能量，而在Cl原子中3s轨道能量比相应的3p轨道能量低。4.某些元素性质与原子结构的关系(1)原子半径(2)电离能(注意全满和半满结构)(3)电子亲和能(注意变化复杂)(4)电负性元素的原子半径、电离能、电子亲和能和电

6、负性等性质都是由原子结构直接决定的，它们的周期性变化规律可以由原子结构来说明。电负性Pauling认为，由于异核原子的电负性不相等，其键能除共价性键能外，还应有附加的、额外的离子键键能，即上式中Δ。因此，Pauling将A和B原子的电负性差定义为：

7、A–B

8、=0.102Δ1/2(1.1)并指定F的电负性为3.98。其他元素的Pauling电负性P便可由热力学数据计算出来。●Pauling注意到异核双原子分子成键时有如下关系：DA-B>1/2(DA-A+DB-B)或DA-B=1/2(DA-A+DB-

9、B)+ΔΔ≥0●R.S.Mulliken认为比较原子电负性的大小应结合考虑原子吸引电子的能力和抵抗丢失电子的能力，前者与电子亲和能成正比，后者与电离能成正比。因此Mulliken关于电负性M的定义为：(1.2)为了与Pauling电负性比较，Mulliken总结出如下关系式：P=0.336M－0.207=0.168(EA+I－1.23)(1.3)或P=1.35M1/2－1.37(1.4)电负性●A.L.Allred(阿莱)和E.G.Rochow(罗周)定义电负性为核对价电子施加的静电吸引力，可按

10、下式计算：(1.5)式中，Z*为有效核电荷，r为原子半径(pm)。●1989年，Allen(阿伦)根据光谱数据，以基态自由原子价层电子的平均单电子能量为基础获得主族元素的电负性：(1.6)式中，m和n分别为p轨道和s轨道上的电子数，Ep和Es分别为p轨道和s轨道上的电子的平均能量。电负性考察电负性数据可以发现：(2)同一周期的元素的电负性从左向右随着族数的增加而增加。同一族的元素的电负性随着周期的增加而减小。因此，电负性大的元