1、第1页第一节、物质结构与物质状态第一节、物质结构与物质状态一一.原子结构原子结构1.1.核外电子运动特征核外电子运动特征核核外外电电子子运运动动含含有有波波粒粒二二象象性性。电电子子含含有有粒粒子子性性,因因为为电电子子含含有有质质量量和和动动量量。电电子子衍衍射射试试验验,证证实实微微观观粒粒子子波波动动性性,且电子等微观粒子波是一个含有统计性几率(概率)波。且电子等微观粒子波是一个含有统计性几率(概率)波。2.2.核外电子运动规律描述核外电子运动规律描述在量子化学中用波函数在量子化学中用波函数和电子云来描述核外电子运动和电子云来描述核外电子运动状态。状态。(1)(1)波波函函数数:用用空空
2、间间坐坐标标来来描描写写波波数数学学函函数数式式。以以 (x,y,z)(x,y,z)或或(r,(r,)表示。表示。一个确定波函数一个确定波函数,称为一个原子轨道。,称为一个原子轨道。表征原子中电子一个运动状态表征原子中电子一个运动状态.波函数波函数表示式,由表示式,由n,l,mn,l,m量子数决定。量子数决定。第2页(2)(2)量子数量子数:1 1)主量子数)主量子数n n:n=1,2,3n=1,2,3,意义:意义:表示电子离核远近和电子能量高低。表示电子离核远近和电子能量高低。n越大越大,表示电子能量越高。表示电子能量越高。n=1,2,3,4,,对应于电子层对应于电子层K,L,M,N,因为因
3、为n取值不连续,所以核外电子能量也是不连取值不连续,所以核外电子能量也是不连续,量子化。续,量子化。第3页2)2)角量子数角量子数:=0,1,2n-1=0,1,2n-1(n(n个个),),意义:意义:确定原子轨道形状;确定原子轨道形状;=0,1,2,3 0,1,2,3 s,p,d,f s,p,d,f 球形球形 纺锤形纺锤形 梅花形梅花形 复杂复杂 代代表表亚亚层层;对对于于多多电电子子原原子子,与与n共共同同确确定原子轨道能量。定原子轨道能量。第4页s s轨道角度轨道角度分布图分布图yx P轨道角度分布图轨道角度分布图d轨道角度分布图轨道角度分布图第5页3 3)磁量子数)磁量子数m:m:m=0
4、,1,2 m=0,1,2,共共(2+1)(2+1)个个,意义:意义:确定原子轨道空间取向;确定原子轨道空间取向;同一个亚层轨道,称为等价轨道。同一个亚层轨道,称为等价轨道。=0=0,m=0m=0,S S轨道空间取向为轨道空间取向为1 1;=1,m=0,1=1,m=0,1,P P轨道空间取向为轨道空间取向为3 3,P P轨道有轨道有3 3个等价轨道;个等价轨道;=2 m=0,1,2,d=2 m=0,1,2,d轨道空间取向为轨道空间取向为5 5,d d轨道有轨道有5 5个等价轨道。个等价轨道。第6页s s轨道有轨道有1 1个个等价轨道,表示为:等价轨道,表示为:p p轨道有轨道有3 3个个等价轨道
5、,表示为:等价轨道,表示为:d d轨道有轨道有5 5个个等价轨道,表示为:等价轨道,表示为:第7页一一个个原原子子轨轨道道:指指n n、m m三三种种量量子子数数都都含含有有一一定数值时一个波函数。定数值时一个波函数。(n,mn,m)比如:比如:(1,0,0)(1,0,0)代表基态氢原子波函数。代表基态氢原子波函数。n n、m m取值合理才能确定一个存在波取值合理才能确定一个存在波函数,亦即确定电子运动一个轨道。函数,亦即确定电子运动一个轨道。第8页n=1(1个个),=0,m=0,(1,0,0)n=2(4个)个),=n=3(9个个),=n=4(16个个)波函数波函数数目数目n2n n、mm取值
6、与波函数关系:取值与波函数关系:第9页在一个确定原子轨道中,电子本身还有两种不一在一个确定原子轨道中,电子本身还有两种不一样运动状态,这由第四个量子数样运动状态,这由第四个量子数mS确定确定.4)自旋量子数自旋量子数ms=代表电子本身两种不一样运动状态。代表电子本身两种不一样运动状态。可用可用表示自旋平行表示自旋平行,表示自旋反平行表示自旋反平行.n,m,ms四个量子数确定电子一个完整运动状态四个量子数确定电子一个完整运动状态,表示:表示:(n,m,ms)例:例:(1,0,0,+),(1,0,0,-)第10页46、按近代量子力学观点,核外电子运动特按近代量子力学观点,核外电子运动特征为()征为
7、()A、含有波粒二象性;、含有波粒二象性;B、由、由2表示电子在核外出现概率;表示电子在核外出现概率;C、原子轨道能量呈连续改变;、原子轨道能量呈连续改变;D、电子运动轨迹可用、电子运动轨迹可用图像来表示。图像来表示。答:答:A第11页7.3d轨道磁量子数轨道磁量子数m合理值是:合理值是:(A)1、2、3(B)0、1、2(C)3(D)0、1、2答答:D分析:分析:3d轨道,轨道,n=3,=2,依据量子数取,依据量子数取值规律,值规律,m=0、1、2,故,故D正确。正确。第12页例题例题:7.7.对对原原子子中中电电子子来来说说,以以下下成成套套量量子子数数中中不不可可能能存存在在是是_。A.(
8、2,1,1,-1/2)B.(2,1,-1,+1/2)A.(2,1,1,-1/2)B.(2,1,-1,+1/2)C.(2,0,0,-1/2)C.(2,0,0,-1/2)D.(2,0,-1,+1/2)D.(2,0,-1,+1/2)9.9.以下量子数组合中,哪一个是不合理以下量子数组合中,哪一个是不合理_。A.n=2,=2,m=1A.n=2,=2,m=1 B.n=2,=1,m=0B.n=2,=1,m=0C.n=3,=2,m=C.n=3,=2,m=1 D.n=3,=0,m=01 D.n=3,=0,m=019.19.量子力学中一个原子轨道是指量子力学中一个原子轨道是指_。A.A.与波尔理论相同原子轨道与
9、波尔理论相同原子轨道B.nB.n含有一定数值时一个波函数含有一定数值时一个波函数C.nC.n、m m三种量子数都含有一定数值时一个波函数三种量子数都含有一定数值时一个波函数D.D.、m m二种量子数都含有一定数值时一个波函数二种量子数都含有一定数值时一个波函数第13页12.12.某某元元素素最最外外层层原原子子轨轨道道4S4S上上有有一一个个电电子子,其其四四个个量量子子数表示式正确是数表示式正确是_._.A.(4.0,1,+1/2)B.(4,1A.(4.0,1,+1/2)B.(4,1,0,-1/2)0,-1/2)C.(4.0,0,+1/2)C.(4.0,0,+1/2)D.(4D.(4,1,1
10、,-1/2)1,1,-1/2)24.24.表示表示3d3d诸量子数为:诸量子数为:_ A.n=3 =1 m=+1 m A.n=3 =1 m=+1 mS S=-1/2=-1/2 B.n=3 =2 m=+1 m B.n=3 =2 m=+1 mS S=+1/2=+1/2 C.n=3 =0 m=+1 mC.n=3 =0 m=+1 mS S=-1/2=-1/2 D.n=3 =3 m=+1 m D.n=3 =3 m=+1 mS S=+1/2=+1/211p2波函数角度分布形状为波函数角度分布形状为:A.双球形双球形B.球形球形C.四瓣梅花形四瓣梅花形D.橄榄形橄榄形第14页题题6.问:在某个多电子原子中,
11、分别可用以问:在某个多电子原子中,分别可用以下各组量子数表示相关电子运动状态,其下各组量子数表示相关电子运动状态,其中能量最高电子是中能量最高电子是:A.2,0,0,B.2,1,0,C.3,2,0,D.3,1,0,第15页(2)(2)几率密度与电子云几率密度与电子云1)1)几几率率密密度度:表表示示电电子子在在核核外外空空间间某某单单位位体体积积内内出出现现几几率(概率)大小。率(概率)大小。电子几率密度等于电子几率密度等于2 2。3)3)电电子子云云:用用黑黑点点疏疏密密程程度度描描述述原原子子核核外外电电子子几几率率密密度度(2 2)分布规律图形。分布规律图形。黑黑点点密密地地方方,电电子
12、子出出现现几几率率密密度度较较大大,单单位位体体积积内内电子出现机会多。电子出现机会多。氢原子氢原子1s电子云(二维投影)电子云(二维投影)yxb第16页电子云角度分布图电子云角度分布图第17页原子轨道角度分布图与电子云角度分布图区分原子轨道角度分布图与电子云角度分布图区分(1)原子轨道角度分布图比电子云角度分布图原子轨道角度分布图比电子云角度分布图“胖胖”些些(1)原子轨道角度分布图有原子轨道角度分布图有“”“”,电子电子云角度分布图无云角度分布图无“”“”第18页3.3.原子核外电子分布原子核外电子分布(1)多电子原子轨道能级)多电子原子轨道能级1)角量子数)角量子数相同时,相同时,n越大
13、,能量越高越大,能量越高 E1sE2sE3sE4s2)主量子数)主量子数n相同时,相同时,越大,能量越高越大,能量越高 E3sE3pE3d3)3)当主量子数当主量子数n n和角量子数和角量子数都都不一样时,可不一样时,可能发生能级交织现象。能发生能级交织现象。E4sE3d;E5s0;0;非极性分子:非极性分子:=0=0第39页双原子分子双原子分子:分子分子极性极性与键极性一致与键极性一致.即键是即键是极性键极性键,分子是极性分子分子是极性分子;键是非极性键键是非极性键,分子是非极性分子分子是非极性分子.如:如:N N2 2,H,H2 2、O O2 2非极性分子;非极性分子;HFHClHBrHI
14、HFHClHBrHI极性分子极性分子多原子分子多原子分子:分子是否极性不但取决于键极分子是否极性不但取决于键极性性,而且取决于分子空间构型而且取决于分子空间构型(结构对称为结构对称为非极性分子非极性分子)如:如:CHCH4 4,CCl,CCl4 4,CO,CO2 2,CS,CS2 2非极性分子非极性分子第40页3.3.杂化轨道理论和分子空间构型杂化轨道理论和分子空间构型杂化轨道理论关键点杂化轨道理论关键点:(1(1)电子在成键原子作用下,进行激发;)电子在成键原子作用下,进行激发;(2)(2)能级相近原子轨道相互杂化能级相近原子轨道相互杂化;(3)(3)几个轨道参加杂化几个轨道参加杂化,形成几
15、个杂化轨道;形成几个杂化轨道;(4)(4)成键能力更强。成键能力更强。第41页杂化轨道类型杂化轨道类型SPSPSPSP2 2SPSP3 3SPSP3 3(不等性)(不等性)空间构型空间构型直线型直线型平面正三形平面正三形角形角形正四面体正四面体三三 角角 锥锥型型V V字型字型实例实例BeClBeCl2 2,HgCl2,HgCl2,CO2,CO2,CS2CS2,C2H2 C2H2 BCl3,BF3(B,Al,Ga等III A元素卤化物),C2H4 CHCH4 4,SiH,SiH4 4,CClCCl4 4,SiCl,SiCl4 4 (IVAIVA元素)元素)NHNH3 3PHPH3 3,PClP
16、Cl3 3(VAVA元素)元素)H H2 2O O H H2 2S S(VIAVIA元素)元素)分子极性:分子极性:非极性非极性非极性非极性非极性非极性 极性极性极性极性 第42页图5.18 sp杂化轨道分子空间构型分子空间构型:直线型,键角直线型,键角180 比如:比如:HgCl2、BeCl2分分子子。1)sp杂化杂化:第43页附图5.15 sp2杂化轨道sp2杂化轨道成键特征:杂化轨道成键特征:键角为键角为120,120,分子空间构型分子空间构型:平面正三角形。平面正三角形。2)sp2杂化:第44页如如:BX3,H2C=CH2BCl3和CH2CH2空间构型第45页附图5.16 sp3杂化轨
17、道3)等性sp3杂化:第46页sp3杂化轨道成键特征:杂化轨道成键特征:键角为键角为10928,分分子空间构型子空间构型:正四面体正四面体。比如:比如:CH4,CX4甲烷空间构型甲烷空间构型第47页4)sp3不等性杂化7N 2s22p38O 2s22p4NH3空间构型空间构型:三角锥型三角锥型;H2O空间构型空间构型:“V”型型不等性杂化:各个杂化轨道所含成份不完全相同。不等性杂化:各个杂化轨道所含成份不完全相同。第48页42,以下分子属于极性分子是以下分子属于极性分子是()A、O2;B、CO2;C、BF3;D、C2H3F。答答:D分析分析:O2为同元素组成非极性分子为同元素组成非极性分子,C
18、O2、BF3因为结构完全对称分子也为非极性,因为结构完全对称分子也为非极性,C2H3F因为因为F参加,使结构不完全对称,分参加,使结构不完全对称,分子是极性。子是极性。第49页3.以下分子中以下分子中,键角最大是键角最大是:(A)NH3(B)H2S(C)BeCl2(D)CCl4答答:C分析:分析:BeCl2分子空间构型为直线型,键角分子空间构型为直线型,键角180,CCl4分子空间构型为正四面体分子空间构型为正四面体,NH3分子空间构型为三角锥形分子空间构型为三角锥形,H2S为为“V”字型,字型,键角均小于键角均小于180。第50页2、用杂化轨道理论推测以下分子空间构型,其中为用杂化轨道理论推
19、测以下分子空间构型,其中为平面三角形是(平面三角形是()A、NF3B、AsH3C、BF3D、SbH35.5.以以下下分分子子中中其其中中心心原原子子采采取取SPSP3 3不不等等性性杂杂化化是是 。A.BeClA.BeCl2 2 B.BCl B.BCl3 3 C.PHC.PH3 3 D.CCl D.CCl4 415.15.以下分子中,偶极距不为零是以下分子中,偶极距不为零是。A AH H2 2O O B BH H2 2 C CCOCO2 2 D DO O2 2第51页22.22.以下哪些叙述是正确以下哪些叙述是正确_。A.A.多原子分子中,键极性越强,分子极性越强多原子分子中,键极性越强,分子
20、极性越强;B.B.含有极性共价键分子,一定是极性分子含有极性共价键分子,一定是极性分子;C.C.非极性分子中化学键,一定是非极性共价键非极性分子中化学键,一定是非极性共价键;D.D.分子中键是非极性键,分子一定是非极性分子分子中键是非极性键,分子一定是非极性分子.题题20、在、在OF2分子中分子中,氧原子成键杂化轨道氧原子成键杂化轨道是以下中哪种杂化轨道是以下中哪种杂化轨道:A.sp杂化杂化B.sp2杂化杂化C.sp3杂化杂化D.sp3不等性杂化不等性杂化 第52页题题35.问:以下分子属于极性分子是问:以下分子属于极性分子是:A.BeH2B.CH3ClC.SIF4D.BBr3题题36.问:以
21、下物质分子中化学键有极性,分问:以下物质分子中化学键有极性,分子也有极性是:子也有极性是:A.CC14B.COC.BeC12D.N2第53页四四.分子间力与氢键分子间力与氢键1.分子间力分子间力(1)色散力:)色散力:瞬时偶极和瞬时偶极之间产生吸引力。瞬时偶极和瞬时偶极之间产生吸引力。瞬时偶极:因为分子在某瞬间正负电荷中心不重合瞬时偶极:因为分子在某瞬间正负电荷中心不重合所产生一个偶极。所产生一个偶极。分子与极性分子间力分子与极性分子间力色散力普遍存在于一切分子之间。色散力普遍存在于一切分子之间。(2)诱导力:)诱导力:由固有偶极和诱导偶极之间所产生吸由固有偶极和诱导偶极之间所产生吸引力。引力
22、。诱导偶极:因为分子受外界电场包含极性分子固有诱导偶极:因为分子受外界电场包含极性分子固有偶极场影响所产生一个偶极。偶极场影响所产生一个偶极。诱导力存在于极性分子与非极性分子之间诱导力存在于极性分子与非极性分子之间;极性分子与极性分子之间极性分子与极性分子之间。第54页(3)取向力:)取向力:由固有偶极之间所产生吸引力。由固有偶极之间所产生吸引力。诱导力只存在于极性分子与极性分子之间诱导力只存在于极性分子与极性分子之间非极性分子与非极性分子间之间:只有色散力非极性分子与非极性分子间之间:只有色散力;非极性分子与极性分子之间:非极性分子与极性分子之间:含有色散力和诱导含有色散力和诱导力;力;极性
23、分子与极性分子之间:极性分子与极性分子之间:含有色散力、诱导力含有色散力、诱导力和取向力。和取向力。第55页分分子子间间力力 (范范德德华华力力):):色色散散力力、诱诱导导力力和和取取向力总称。向力总称。其中色散力最普遍,也最主要。其中色散力最普遍,也最主要。分分子子间间力力比比普普通通化化学学键键弱弱得得多多,没没有有方方向向性性和饱和性。和饱和性。同类型分子中,色散力与摩尔质量成正比,同类型分子中,色散力与摩尔质量成正比,故可近似认为分子间力与摩尔质量成正比。故可近似认为分子间力与摩尔质量成正比。第56页例题例题:2.2.以下各物质分子间只存在色散力是以下各物质分子间只存在色散力是 .H
24、.H2 20 0 .NH.NH3 3 .SiH.SiH4 4 .HCl.HCl6.HCl6.HCl分子间力有分子间力有_。A.A.色色散散力力 B.B.色色散散力力、诱诱导导力、取向力力、取向力C.C.诱导力、取向力诱导力、取向力 D.D.色散力、诱导力色散力、诱导力10.10.以下分子中以下分子中,分子间作用力最大是分子间作用力最大是_。A.FA.F2 2 B.ClB.Cl2 2 C.BrC.Br2 2 D.ID.I2 2第57页2.2.氢氢键键:氢氢原原子子除除能能和和电电负负性性较较大大X X原原子子(如如:F F、O O、N N)形形成成强强极极性性共共价价键键外外,还还能能吸吸引引另
25、另一一个个电电负负性性较较大大Y Y原原子子(如如:F F、O O、N N)中孤电子云对形成氢键。)中孤电子云对形成氢键。X XH HY YX X、Y:Y:电负性较大原子如电负性较大原子如(F(F、O O、N)N)第58页 分分子子中中含含有有F FH H键键、O OH H键键或或N NH H键键分分子子能能形形成氢键。如成氢键。如:HFHF、H H2 2O O、NHNH3 3、无无机机含含氧氧酸酸(HNO(HNO3 3、H H2 2SOSO4 4、H H3 3BOBO3 3等等)、有有机机羧羧酸酸(COOHCOOH)、醇醇(OH)OH)、胺胺(NH(NH2 2)、蛋白质等分子之间都存在氢键。
26、蛋白质等分子之间都存在氢键。而而乙乙醛醛(CHCH3 3 CHOCHO)和和丙丙酮酮(CHCH3 3COCOCHCH3 3)等等醛醛、酮酮、醚醚分分子子之之间间则则不不能能形形成成氢氢键键。但但与与水水分分子之间能形成氢键。子之间能形成氢键。第59页129.下类物质存在氢键是下类物质存在氢键是:(A)HBr(B)H2SO4(C)C2H8(D)CHCl31.1.以下物质中,含有氢键是以下物质中,含有氢键是 _。.H.H2 2S S .NH.NH3 3 .HCHO .HCHO .C.C6 6H H6 64.4.在以下物质中含有氢键是在以下物质中含有氢键是_ C _ C _。A.HCl B.HA.H
27、Cl B.H2 2S S C.CHC.CH3 3CHCH2 2OHOH D.CHD.CH3 3OCHOCH3 36.6.以下含氢化合物中以下含氢化合物中,不存在氢键化合物有不存在氢键化合物有_._.C.C2 2H H5 5OHOH .C.C3 3H H8 8 .NH.NH3 3 .H.H3 3BOBO3 3第60页3.3.分子间力对物质性质影响分子间力对物质性质影响物物质质熔熔点点和和沸沸点点:同同类类型型单单质质和和化化合合物物,其其熔熔点点和和沸沸点点普普通通随随摩摩尔尔质质量量增增加加而而增增大大。但但含含有有氢氢键键物物质质比比不不含含氢氢键键物物质质熔熔点点和和沸点要高沸点要高。比如
28、,。比如,HFHF、HClHCl、HBrHBr、HIHI沸点(沸点(。):):、8585、5757、3636 HFHF分分子子间间存存在在氢氢键键,其其熔熔点点和和沸沸点点比比同同类类型型氢氢化物要高,出现化物要高,出现反常现象反常现象。第61页物质溶解性:物质溶解性:“(极性)相同者相溶(极性)相同者相溶”即即极性溶质易溶于极性溶剂;非极性(或弱极性溶质易溶于极性溶剂;非极性(或弱极性)溶质易溶于非极性(或弱极性)溶极性)溶质易溶于非极性(或弱极性)溶剂。溶质和溶剂极性越相近,越易互溶。剂。溶质和溶剂极性越相近,越易互溶。比如,碘易溶于苯或四氯化碳,而难溶于比如,碘易溶于苯或四氯化碳,而难溶
29、于水水.第62页14.14.以下物质熔点最高是以下物质熔点最高是_。A ACFCF4 4 B BCClCCl4 4C CCBrCBr4 4 D DCICI4 45151H H2 2O O沸沸点点是是100100,H H2 2SeSe沸沸点点是是-42-42,这这种种反反常常 现现 象象 主主 要要 是是 由由 下下 述述 哪哪 种种 原原 因因 引引 发发?_。.分子间力分子间力 .共价键共价键 .离子键离子键 .氢键氢键第63页五、晶体结构和性质五、晶体结构和性质(一一)晶体结构与性质晶体结构与性质1.1.离子晶体离子晶体(1 1)晶格结点上微粒晶格结点上微粒正、负离子。正、负离子。(2 2
30、)微微粒粒间间作作用用力力离离子子键键。离离子子键键键键能能随随离离子子电电荷荷增多和半径降低而增强增多和半径降低而增强。(3 3)晶晶体体中中不不存存在在独独立立简简单单分分子子。比比如如NaClNaCl晶晶体体,表表示示NaNa+:Cl:Cl=1:1=1:1。(4 4)晶晶体体特特征征熔熔点点高高、硬硬度度大大;延延展展性性差差;普普通通易易溶于极性溶剂;熔融态或水溶液均易导电。溶于极性溶剂;熔融态或水溶液均易导电。在在相相同同类类型型经经典典离离子子晶晶体体中中,离离子子电电荷荷越越多多,半半径越小,晶体熔点越高,硬度越大。径越小,晶体熔点越高,硬度越大。第64页例例1 1:例例2 2:
31、离子晶体离子晶体正、负离子正、负离子半径和半径和正、负离子正、负离子电荷数电荷数熔点熔点硬度硬度NaFNaF2.302.301 ,1 ,1 19939932.32.3CaOCaO2.312.312 ,2 ,2 2261426144.54.5离子晶体离子晶体正离子半径正离子半径正、负离子电荷数正、负离子电荷数 熔点熔点硬度硬度CaOCaO0.99 0.99 2,2,2 2261426144.54.5MgOMgO0.66 0.66 2,2,2 2285228525.55.56.56.5第65页离子半径与电荷规律以下:离子半径与电荷规律以下:在在同同一一周周期期:自自左左而而右右伴伴随随正正离离子子
32、电电荷荷数增多,离子半径逐步降低数增多,离子半径逐步降低,如,如,NaNaMgMg2 2;K;KCaCa2 2ScSc3 3在同一族在同一族:自上而下离子半自上而下离子半经经逐步增大。逐步增大。如,如,I IBrBrClClF F 同一元素同一元素:伴随正离子电荷数增多,离子半经降低。伴随正离子电荷数增多,离子半经降低。如如 FeFe2 2FeFe3 3第66页2.2.原子晶体原子晶体.(1)(1)晶格结点上微粒晶格结点上微粒原子。原子。(2 2)微粒间作用力)微粒间作用力共价键共价键。(3 3)晶晶体体中中不不存存在在独独立立简简单单分分子子。比比如如方方石石英英(SiOSiO2 2)晶体)
33、晶体,表示表示Si:O=1:2Si:O=1:2。(4 4)晶晶体体特特征征熔熔点点高高、硬硬度度大大;延延展展性性差差;普普通溶剂中不溶;是电绝缘体或半导体。通溶剂中不溶;是电绝缘体或半导体。常常见见原原子子晶晶体体:金金刚刚石石(C C)和和可可作作半半导导体体材材料料单单晶晶硅硅(SiSi)、锗锗(Ge)(Ge)、砷砷化化镓镓(GaAs)(GaAs)、以以及及碳碳化化硅硅(SiC)(SiC)和方石英和方石英(SiO(SiO2 2)。第67页3.3.分子晶体分子晶体 (1)(1)晶格结点上微粒晶格结点上微粒极性分子或非极性分子。极性分子或非极性分子。(2 2)微微粒粒间间作作用用力力分分子子
34、间间力力(还还有有氢氢键键)。在在同同类类型型分分子子中中,分分子子间间力力随随分分子子量量增增大大而而增增大大,熔点和硬度也随之增大熔点和硬度也随之增大.(3 3)晶体中存在独立简单分子。比如)晶体中存在独立简单分子。比如COCO2 2晶体晶体,表表示一个分子。示一个分子。(4(4)晶体特征)晶体特征熔点抵、硬度小熔点抵、硬度小;延展性差;延展性差;其溶解性遵照其溶解性遵照“相同者相溶相同者相溶”。(有易溶于有有易溶于有机溶剂机溶剂)第68页4 4金属晶体金属晶体 (1)(1)晶格结点上微粒晶格结点上微粒原子或正离子。原子或正离子。(2 2)微粒间作用力)微粒间作用力金属键。金属键。金金属属
35、原原子子价价电电子子数数越越多多,半半径径越越小小,金金属键越强属键越强.(3 3)晶体中不存在独立简单分子。)晶体中不存在独立简单分子。(4 4)晶晶体体特特征征是是电电和和热热良良导导体体,熔熔点点较较高、硬度较大;优良变形性和金属光泽。高、硬度较大;优良变形性和金属光泽。第69页(二二)过渡型晶体过渡型晶体1.1.链状结构晶体链状结构晶体如如石棉石棉 链与链之间作用力链与链之间作用力:弱静电引力弱静电引力;链内作用力链内作用力:强共价键。有纤维性。强共价键。有纤维性。2.2.层状结构晶体层状结构晶体如石墨如石墨层与层之间作用力层与层之间作用力:大大键键;层内作用力层内作用力:SP:SP2
36、 2SPSP2 2键。键。是热和电良导体是热和电良导体,可作润滑剂。可作润滑剂。第70页8.8.以下氧化物中以下氧化物中,熔点最高是熔点最高是_。A.MgO A.MgO B.CaOB.CaOC.SrO D.SOC.SrO D.SO2 27.7.以下物质中,熔点由低到高排列次序应该是:以下物质中,熔点由低到高排列次序应该是:A.NHA.NH3 3PHPH3 3SiOSiO2 2CaO B.PHCaO B.PH3 3NHNH3 3SiOSiO2 2CaOCaO .NH.NH3 3 CaO PH CaO PH3 3 SiO SiO2 2 D.PHD.PH3 3NHNH3 3CaOSiOCaO SrF
37、 SrF2 2 CaF CaF2 2 MgF MgF2 2B.MgFB.MgF2 2 CaF CaF2 2 SrF SrF2 2 BaF BaF2 2C.SrFC.SrF2 2 CaF CaF2 2 BaF BaF2 2 MgF MgF2 2D.CaFD.CaF2 2 MgF MgF2 2 SrF SrF2 2 BaF BaF2 2第72页四四.气体定律气体定律1.1.理想气体状态方程理想气体状态方程 :PV=nRTPV=nRTP P压力(压力(PaPa);V V体积(体积(m m3 3);T T绝对温度(绝对温度(K K););n n摩尔数(摩尔数(molmol);R R气体常数气体常数 R
38、 R8.314JK8.314JK-1-1molmol-1-1第73页当当n n一定时一定时:P:P、V V、T T变则有变则有 n,Tn,T一定时一定时:P:P1 1V V1 1P P2 2V V2 2n,Pn,P一定时,一定时,T T,P P一定时,一定时,第74页2.2.分压定律分压定律分分压压:气气体体混混合合物物中中每每一一个个气气体体压压力力,等等于于该该气气体体单单独独占占有有与与混混合合气气体体相相同同体体积积时时所产生压力。所产生压力。道尔顿分压定律道尔顿分压定律:适于各组分互不反应理想气体。适于各组分互不反应理想气体。气气体体混混合合物物总总压压力力等等于于混混合合物物中中各
39、各组组分分气体分压总和。气体分压总和。P P总总P PA AP PB B第75页混合气体中某组分气体分压,等于总压混合气体中某组分气体分压,等于总压力乘该组分气体摩尔分数。力乘该组分气体摩尔分数。分压定律可用来计算混合气体中组份分压定律可用来计算混合气体中组份气体分压气体分压第76页34.将将0.125dm3压力为压力为6.08104Pa气体气体A与与0.15dm3压力为压力为8.11104Pa气体气体B,在等温下混合在等温下混合在在0.5dm3真空容器中真空容器中,混合后总压力为混合后总压力为:A.1.42105Pa;B.3.95104PaC.1.4atm;D.3.9atm混合后混合后:PA
40、=6.08104Pa0.125/0.5=1.52104Pa,PB=8.110.15/0.5=2.43104Pa,混合后总压力为混合后总压力为:P=PA+PB=1.52104Pa+2.43104Pa=3.95104Pa第77页第三节、周期系第三节、周期系元素周期表是元素周期系表达,元素周期表由周期元素周期表是元素周期系表达,元素周期表由周期和族组成。和族组成。1.1.每七天期元素数目对应能级组所能容纳最多电子数每七天期元素数目对应能级组所能容纳最多电子数 周期周期 能级组能级组元素数目元素数目 1234567 1s1s2 2 2s 2s2 2 2p 2p6 6 3s 3s2 2 3p 3p6 6
41、 4s 4s2 2 3d 3d1010 4p 4p6 6 5s 5s2 2 4d 4d1010 5p 5p6 6 6s 6s2 2 4f 4f1414 5d 5d1010 6p 6p6 6 7s 7s2 25f5f14146d6d1010 2 28 88 8181818183232 未完成未完成 第78页IAns1IIAIIIAIVA VA VIAVIIAns2ns2np1ns2np7IIIB IVB VBVIB VIIBVIIIIBIIB元素周期表元素周期表第79页2.2.元素在周期表中位置和原子结构关系元素在周期表中位置和原子结构关系 (1)(1)周期数电子层数周期数电子层数如如:3434
42、号元素:外层电子分布式号元素:外层电子分布式 4s4s2 24p4p4 4,第第4 4周期周期(2)族数:族数:主族和主族和IB,IIB族号最外层电子数族号最外层电子数IA:ns1A:ns2 2AA:ns2 2nP15IB:(n1)d10ns1B:(n1)d10ns2第80页IIIBVIIB族族数族族数(n1)dns电子电子数;数;IIIBVIIB:(n1)d15ns2VIII族族(n1)dns电子电子数数810(n1)d6ns2;(n1)d7ns2;(n1)d8ns2零族最外层电子数零族最外层电子数2或或8第81页周期表与价电子结构关系周期表与价电子结构关系族数族数IA,IIAIA,IIAI
43、IIBIIIBVIIB,VIIIVIIB,VIIIIB,IIBIB,IIBIIIAIIIAVIIAVIIA外层电子构型外层电子构型分区分区 s s区区 d d区区 dsds区区 p p区区族族 主族主族 副族副族VIII=VIII=过渡元素过渡元素 主族主族3元素在周期表中分区元素在周期表中分区镧系、锕系元素为镧系、锕系元素为 f 区区第82页例例1 1 有有一一元元素素在在周周期期表表中中属属于于第第4 4周周期期第第VIVI主主族族,试试写写出出该元素原子电子分布式和外层电子分布式。该元素原子电子分布式和外层电子分布式。解解:依依据据该该元元素素在在周周期期表表中中位位置置可可直直接接写写
44、出出该该元元素素外外层层电电子分布式:子分布式:4s4s2 24p4p4 4(第(第4 4周期第周期第6 6主族)主族)再依据外层电子分布式推出完整电子分布式:再依据外层电子分布式推出完整电子分布式:1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d10104s4s2 24p4p4 4例例2.2.已已知知锝锝外外层层电电子子分分布布式式4d4d5 55s5s2 2,指指出出该该元元素素在在周周期期表表中中所属周期数和族数。所属周期数和族数。解:解:周期数周期数5 5,(层数,(层数5 5)族数族数VIIBVIIB族,(族,(5s5s电子电子4d4d电子数电子数2 2
45、5 57 7)第83页5.47号元素号元素Ag基态价层电子结构为基态价层电子结构为4d104S1,它在周它在周期表中位置为期表中位置为:(A)ds区区(B)s区区(C)d区区(D)p区区答答:A分析:分析:Ag元素为元素为IB元素,属于元素,属于ds区。区。29.ds29.ds区元素包含区元素包含_。A.A.锕锕系系元元素素 B.B.非非金金属元素属元素C.BBC.BB元素元素 D.BD.B、BB元素元素第84页例例3.3.试试分分别别指指出出例例1 1中中3434号号元元素素和和例例2 2中中锝锝元元素素在在周周期期表中所属分区。表中所属分区。解:解:3434号元素:外层电子分布式号元素:外
46、层电子分布式 4s4s2 24p4p4 4,属属p p区区。锝元素:外层电子分布式锝元素:外层电子分布式 4d4d5 55s5s2 2,属属d d区。区。30.30.某某元元素素原原子子价价电电子子层层构构型型为为s s2 2p p2 2,则则此此元元素素应应是:是:。A.A.位位于于第第五五周周期期 B.B.位位于于第第六六周周期期 C.C.位位于于S S区区 D.D.位位于于p p区区第85页题题75.问:已知某元素问:已知某元素+3价离子电子分布式为价离子电子分布式为1s22s22p63s23p63d5,该元素在周期表中属于,该元素在周期表中属于哪一周期、哪一族哪一周期、哪一族?A.五、
47、五、VBB.六、六、BC.四、四、D.三、三、VA31.31.某某 元元 素素 位位 于于 第第 五五 周周 期期 IVBIVB族族,则则 此此 元元 素素。A.A.原子价层电子构型为原子价层电子构型为5s5s2 25p5p2 2B.B.原子价层电子构型为原子价层电子构型为4d4d2 25s5s2 2C.C.原子价层电子构型为原子价层电子构型为4s4s2 24p4p2 2D.D.原子价层电子构型为原子价层电子构型为5d5d2 26s6s2 2 第86页4 4、元素性质周期性递变、元素性质周期性递变 (1 1)原子半径)原子半径:1 1)同一周期:)同一周期:从左从左右右,原子半径逐步降低,非金
48、属性增强原子半径逐步降低,非金属性增强.2 2)同一族:)同一族:从上从上下,原子半径逐步增大,金属性增强下,原子半径逐步增大,金属性增强副族元素略有增加,但副族元素略有增加,但不显著。不显著。第87页例题例题133.某元素最高氧化值为某元素最高氧化值为+6,其氧化物水其氧化物水化物为强酸化物为强酸,而原子半径是同族中最小而原子半径是同族中最小,该元素该元素是是:(A)Mn(B)Cr(C)Mo(D)S第88页(2 2)电离能()电离能(I I)元元素素第第一一电电离离能能(I I1 1):基基态态气气态态原原子子失失去去一一个个电子形成电子形成1 1价气态离子时所吸收能量。价气态离子时所吸收能
49、量。X(X(气气)e=Xe=X(气气)。数数值值越越大大,原原子子越越难难失失去去电电子子;数数值值越越小小,原原子子越越易易失失去去电电子子。规规律:律:同一周期:同一周期:从左从左右右,电离能依次增大;电离能依次增大;同一族:同一族:从上从上下,电离能依次降低。下,电离能依次降低。第89页(3)(3)电电子子亲亲合合能能(Y Y):基基态态气气态态原原子子取取得得一一个个电子形成电子形成1 1价气态离子时所价气态离子时所放出能量。放出能量。X(X(气气)e=Xe=X(气气)。用用 于于 衡衡 量量 单单 个个 原原 子子 取取 得得 电电 子子 难难 易易 程程 度度。电电子子亲亲合合能能
50、越越大大,原原子子越越轻轻易易取取得得电电子子;元元素素非金属性越强。非金属性越强。第90页(4)(4)元素电负性(元素电负性(X X):):原子在分子中吸引电子能力。原子在分子中吸引电子能力。电负性越大,吸电子能力越强,元素非金属性越强;电负性越大,吸电子能力越强,元素非金属性越强;电负性越小,元素金属性越强。电负性越小,元素金属性越强。规律:规律:同一周期:同一周期:从左从左右右,主族元素电负性依次增大;主族元素电负性依次增大;同一族:同一族:从上从上下,主族元素电负性依次降低。下,主族元素电负性依次降低。副族元素规律性较差。副族元素规律性较差。金属元素电负性值金属元素电负性值2.0(2.