《物质结构基础》PPT课件.ppt

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1、第一章物质结构基础第一节核外电子运动状态第二节　元素周期系和元素的基本性质第四节分子间作用力第三节化学键第一节核外电子运动状态原子原子核核外电子质子中子（每个质子带一个单位正电荷）（不带电）（每个电子带一个单位的负电荷）分子是物质能够独立存在并保持其化学性质的最小微粒。物质的化学性质主要取决于分子的性质，分子的性质又与分子的结构有关。分子结构化学键空间构型分子间的作用力分子内第一章第一节一、原子核外电子的运动离核愈近，电子云愈密集，即电子云出现的概率密度愈大。反之，离核愈远，电子云愈稀疏，即电子云出现的概率密度愈小。注意：电子云中的小黑点决不能看成是电

2、子。电子云：用小黑点的疏密形象描述电子在原子核外空间出现的概率密度分布图。第一章第一节1924年德布罗意预言：一些实物粒子(如电子、中子、质子等)也具有波粒二象性（是指某物质同时具备波的特质及粒子的特质）。为了得到电子运动状态的合理解，必需引进几个参数n、l、m，称它们为量子数（表征微观粒子运动状态的一些特定的数字），每个量子数都有其确定的取值范围。二、核外电子运动状态的描述第一章第一节意义：描述电子层能量的高低次序和离核的远近，有电子层的意思。取值：123456┄正整数符号：KLMNOP┄‥‥‥n=1表示能量最低、离核最近的第一电子层。n越大，该电子

3、层离核平均距离越远，电子能量越高。n相同，即为同一电子层。（一）主量子数n第一章第一节对于单层电子的，如氢，电子能量完全由n决定，对于多电子原子来说，电子能量除了与n值有关外，还与电子亚层有关。（一）主量子数n第一章第一节意义：表示同一电子层中有不同的分层（亚层）；确定原子轨道的形状并在多电子原子中和主量子数一起决定电子的能量。取值：01234（n–1）正整数符号：spdfg‥‥‥（二）角量子数l第一章第一节各电子层内的亚层数nl=0l=1l=2l=3l=4亚层数11s122s2p233s3p3d344s4p4d4f455s5p5d5f5g5（二）角量

4、子数l第一章第一节⑴每个n值最多对应n个不相同的角量子数l，即每个电子层最多有n个亚层。⑵l的每个值还可表示一种形状的原子轨道：l=0，s轨道，球形；l=1，p轨道，哑铃形；l=2，d轨道，花瓣形（二）角量子数l第一章第一节注意①多电子原子轨道的能量与n、l有关，而氢原子或单电子离子原子轨道的能量只与n有关。②多电子原子轨道的能量，由n、l共同决定。一组n、l对应于一个能级，其能量相同（即n、l都相同）。③在多电子原子中，n相同，l越大，E越大。Ens＜Enp＜End＜Enf即在同一电子层中，电子还分为若干不同的能级，l又称为能级或电子亚层。第一章第一

5、节(同一亚层中往往还包含着若干空间伸展方向不同的原子轨道。)意义:决定原子轨道或电子云在空间的伸展方向取值：与l有关，给定l，m=0、±1、±2……±l,(2l+1）个值。如，p轨道在空间有三个方向——px、py、pz（三）磁量子数m第一章第一节通常把在一定的电子层中，具有一定形状和伸展方向的电子云所占据的原子核外空间称为一个原子轨道，简称为轨道。用□或○表示。电子能量与m无关，也就是说，n、l相同，而m不同的各原子轨道，其能量是完全相同的。这种能量相同的轨道称为简并轨道，或等价轨道。如px、py、pz属于等价轨道。（三）磁量子数m第一章第一节各亚层的

6、轨道数亚层空间取向轨道数s亚层l=0mL=02l+1=1p亚层l=1mL=0，±12l+1=3d亚层l=2mL=0，±1，±22l+1=5f亚层l=3mL=0，±1，±2，±32l+1=7（三）磁量子数m第一章第一节电子除绕核运动外,还绕着自身的轴作自旋运动意义：描述核外电子的自旋状态取值：+1/2，-1/2；↑，↓四个量子数n,l,m,ms可确定一个电子在原子核外的运动状态（四）自旋量子数ms第一章第一节结论：同一原子中，不可能有运动状态完全相同的电子存在，即同一原子中各个电子的四个量子数不可能完全相同。⑴一个轨道中只能容纳2个自旋相反的电子；⑵各电

7、子层的轨道数=n2⑶各电子层电子的最大容量=2n2（四）自旋量子数ms第一章第一节1-1（四）自旋量子数ms第一章第一节1.n不同，l相同。n越大，电子云的径向分布图的主峰离核越远，轨道的能量越高；E1s＜E2s＜E3s······E2p＜E3p＜E4p······E3d＜E4d＜E5d······E4f＜E5f＜······三、原子核外电子排布（一）电子分布与近似能级图2.n相同，l相同。l越大，能量越高。第一章第一节在一定情况下nd轨道的能量可能高于(n+1)s轨道的能量，nf轨道的能量可能高于(n+2)s轨道的能量，这种现象称为能级交错。如：是屏

8、蔽效应和钻穿效应的结果。3.能级交错第一章第一节（一）电子分布与近似能级图鲍林获得1954年诺