第5章物质结构基础ppt课件.ppt

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1、第五章物质结构基础本章主要讨论：原子核外电子的运动状态，核外电子排布，元素的基本性质，化学键和分子间力的形成和性质，杂化轨道理论与分子空间构型。本章学习要求1、了解核外电子运动的特殊性，了解波函数、轨道、能级、能层、能级组等概念，掌握四个量子数的物理意义；2、掌握能级图和核外电子排布规律，能够正确书写常见元素的名称、原子的核外电子构型以及在周期表中的位置；3、能用原子结构理论来解释元素某些性质的周期性变化规律；4、了解离子键的本质和特征；5、掌握现代价键理论，能用轨道杂化理论来解释一般分子化合物的空间构型；6、了解分子间力和氢键产生的原因以及对物质性质的影响，分清化学键与分子间力

2、的区别；7、了解四大晶体类型的特征和性质。5-1原子核外电子的运动状态四、波函数和电子云的空间图形五、四个量子数及其对核外电子运动状态的描述5-2多电子原子结构二、核外电子排布的规律一、近似能级图一、原子半径二、电离势三、电负性一、氢原子光谱和玻尔理论三、波函数和原子轨道三、核外电子排布和元素周期系5-4离子键一、离子键的形成二、离子键的特征5-5共价键三、杂化轨道理论四、价层电子对互斥理论5－6分子间力和氢键一、分子的极性及量度二、分子间力三、氢键目录5-3元素基本性质的周期性二、微观粒子的波粒二象性和测不准原理三、电子亲和势三、离子的特征四、晶格能一、键参数二、价键理论五、分

3、子轨道理论5－7离子极化5－8晶体结构一、晶体的基本概念二、离子晶体三、原子晶体四、分子晶体六、混合型晶体五、金属晶体§5－1原子核外电子的运动状态a粒子散射研究原子论卢瑟福道尔顿核式模型一、氢原子光谱和Bohr理论氢原子光谱将一只装有氢气的放电管，通过高压电流，氢原子被激发后的光通过分光镜，在屏幕上可见光区内得到不连续的红、青、蓝、紫、紫五条明显的特征谱线。这种谱线是线状的，所以称为线状光谱，它又是不连续的，所以也称不连续光谱。线状光谱是原子受激后从原子内部辐射出来的，因而又称为原子光谱。玻尔理论原子能级玻尔(N.Bohr)假设①定态假设②能级假设③跃迁假设玻尔原子模型玻尔1、

4、微观粒子的波粒二象性λ=h／mV二、微观粒子的波粒二象性和测不准原理2.测不准原理△x·△p≈h电子衍射SchrÖdinger方程：描述核外电子运动的波动方程三、波函数和原子轨道直角坐标(x,y,z)与球坐标(r,θ,φ)的转换222zyxr++=cosrz=qsinsinry=φqcossinrx=φq()()φq,,,,rΨzyxΨ()()φq,YrR=薛定谔方程的解是一个含有三个变量x、y、z和三个参数n、l、m的函数式，叫做波函数ψ，表示为ψ(x，y，z)。一个波函数ψ(x，y，z)代表电子的一种运动状态。波函数ψ(原子轨道)，描述核外电子运动状态的数学函数式。四、波

5、函数和电子云的空间图形1、波函数角度分布图为径向部分，为角度部分。经过计算，得到及对应Y(,φ)or

6、Y(,φ)

7、2的数据。根据Y(,φ)~(,φ)可以画出波函数的角度分布图：Z/°coscos201.001.00150.970.93300.870.75450.710.50600.500.25900.000.00120－0.500.25135－0.710.50150－0.870.75165－0.970.93180－1.001.00波函数的角度分布图2、电子云的角度分布图电子云图：用小黑点的疏密来表示电子在外空间几率密度分布的具体图像。因为2(r,,φ)=R2

8、(r)Y2(,φ)，根据Y2(,φ)~(,φ)可以画出电子云的角度分布图：电子云：电子在核外空间几率密度分布的形象性。即

9、Ψ

10、2具体分布图形。几率密度（或概率密度

11、ψ

12、2：电子在核外空间、某处单位微小体积内出现的几率。电子云：电子行为具有统计性的一种形象说法。电子云与原子轨道的角度分布图两点不同：电子云的角度分布图比相应原子轨道的角度分布图要“瘦”一些。原子轨道有正、负号之分，电子云没有正负号，这是因为

13、ψ

14、2的结果。原子轨道的角度分布图电子云的角度分布图原子轨道和电子云的角度分布图对比图的形状较“瘦”为正值图的形状较“胖”为正、负值不同伸展方向相同形状相似相同Y2(,

15、)Y(,)角度分布函数电子云原子轨道原子轨道与电子云角度分布图比较名称3、径向分布函数图:D(r)~rD(r)=24r2称为径向分布函数,表示电子在离核半径为r的球面上单位厚度球壳内出的概率。氢原子电子云径向分布图五、四个量子数及其对核外电子运动状态的描述1、主量子数(n)主量子数n是决定电子能量的主要因素和电子离核的远近或电子层数。取值：1，2，3，4，5，6，7等光谱符号：K、L、M、N、O、P、Q等单电子原子（离子），电子能量完全决定于n，n值越大，能量越高多