分子间氢键ppt课件.ppt

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1、第五章物质结构基础普通化学15.1原子核外电子排布5.2化学键5.3分子空间构型5.4分子间相互作用力25.1原子核外电子排布5.1.1玻尔理论1913年，丹麦物理学家玻尔在牛顿力学的基础上，吸收了量子论和光子学说的思想，建立了玻尔原子模型，成功解释了氢原子的线状光谱，其要点如下：(1)定态轨道概念：核外电子运动取一定的轨道，在此轨道上运动的电子不放出也不吸收能量。(2)轨道能级的概念：不同定态轨道能量是不同的，离核近能量低，离核远能量高，轨道的不同能量状态称为能级，正常状态下，电子在低能轨道上称为基态，获能量后可到高能轨道上，成为激发态。3(3)激发态原子发光的

2、原因：激发态原子不稳定，当跃迁到低能级时，释放出能量，以光的形式释放出来，不同元素的原子发光时，各有特征的光谱。(4)轨道能量量子化概念：轨道间能量差值是不连续的，轨道能量是不连续的，即核外电子运动的能量是量子化的。表征微观粒子运动状态的某些物理量的能量在不连续的变化，称为量子化。玻尔理论成功解释了氢原子和类氢原子光谱，缺陷是不能解释多电子原子光谱。45.1.2微观粒子的波粒二象性1.光的波粒二象性1905年爱因斯坦提出了光子学说，圆满地解释光电效应。光作为一束光子流，其能量表示为E=h，光不仅具有波动性，而且具有粒子性。波粒二象性是光的本性。爱因斯坦的质能关系

3、式为：和E=h可以给出光子的波长和动量p之间的关系式：其中p是光子的动量，是光子的波长，c是电磁波在真空中的传播速度，h是普朗克常数52.微观粒子的波粒二象性1924年，法国物理学家德布罗意预言，假如光具有波粒二象性，那么微观粒子在某些情况下，也能呈现波动性，左边是电子的波长，表明它的波动性特征，右边是电子的动量代表它的粒子性，通过普朗克常数把电子的粒子性和波动性定量地联系起来，这就是电子的波粒二象性。61927年，美国物理学家戴维森在进行电子衍射实验时发现高速运动的电子束穿过晶体光栅投射到感光底片上时，得到的不是一个感光点，而是明暗相间的条纹，与光的衍射图

4、相似，证实了电子的波动性。电子衍射实验示意图感光屏幕薄晶体片电子束电子枪衍射环纹75.1.3波函数和原子轨道1.薛定谔方程1926年，奥地利物理学家薛定谔提出了描述电子运动状态的数学表达式，即著名的微观粒子运动方程—薛定谔方程。式中:为波函数,是空间坐标，，的函数是体系总能量；V是势能，m是电子的质量，h是普朗克常数。方程中m，E，V体现电子的微粒性，体现波动性。82.波函数和原子轨道波函数是描述核外电子在空间运动状态的数学函数式，即一定的波函数描述电子一定的运动状态。原子轨道是波函数的空间图像，即原子中一个电子的可能的空间运动状态。波函数的意义：(1)是描述原子

5、核外电子运动状态的数学函数式，是空间坐标x,y,z的函数，每一个波函数叫原子轨道。(2)每一个函数有一相对应的能量(3)波函数没有明确的直观的物理意义，但是表示电子在核外空间某处出现的几率，即几率密度。95.1.4量子数描述原子中各电子的状态（指电子所在的电子层和原子轨道的能级、形状、伸展方向以及电子的自旋方向等）需要四个参数。1.主量子数（n）描述电子层能量的高低次序和离核远近的参数。n可为零以外的正整数。n=1，2，3…每个值代表一个电子层:主量子数(n)12345电子层第一层第二层第三层第四层第五层电子层符号KLMNOn值越小，该电子层离核越近，其能级越低。

6、102.角量子数（）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级。n值确定以后，可为零到(n-1)的正整数，其中每一个l值代表一个电子亚层：副量子数（）012345电子亚层符号spdfgh对于多电子原子来说，同一电子层中的l值越小，该电子亚层的能级越低，如：2s<2p11m的取值决定于l值，可取2l+1个从-l到+l（包括零）的整数，每一个m值代表一个具有某种空间取向的原子轨道。例：三个数值，表示亚层上的三个相互垂直的原子轨道。4.自旋量子数（ms）描述核外电子的自旋状态。只有或两个数值，表示电子的一种自旋方向，顺时针和逆时针方向。3.磁量子数（

7、m）是描述原子轨道在空间的伸展方向的。12m与l关系和它们确定的空间运动状态：lm空间运动状态数00s轨道一种1+1，0，-1p轨道三种2+2，+1，0，-1，-2d轨道五种3+3，+2，+1，0，-1，-2，-3f轨道七种5.1.5波函数的角度分布将波函数的径向部分视为常量来考虑不同方位上的相对大小，即随变化的图像，这种分布图只与l,m有关,与n无关角度分布图又称为原子轨道的角度分布图13轨道角度分布图＋＋x145.1.6多电子原子的能级1.鲍林的原子轨道近似能级图鲍林近似能级图1939年L.Pauling对周期表中各元素原子的原子轨道能级图进行分析，归纳，总结

8、出多电子原