高中化学选修三--物质结构与性质--全套课件-PPT.ppt

高中化学选修三高中化学选修三-物质结构与性质物质结构与性质-全套课全套课件件一、开天辟地一、开天辟地原子的诞生原子的诞生 1 1、原子的诞生、原子的诞生 宇宙大爆炸宇宙大爆炸2小时：大量氢原子、少量氦原子小时：大量氢原子、少量氦原子极少量锂原子极少量锂原子140亿年后的今天：亿年后的今天：氢原子占氢原子占88.6%氦原子为氢原子数氦原子为氢原子数1/8其他原子总数不到其他原子总数不到1%99.7%2024/4/30周二周二2 2、地球中的元素、地球中的元素 绝大多数为金属元素绝大多数为金属元素包括稀有气体在内的非金属仅包括稀有气体在内的非金属仅22种种地壳中含量在前五位：地壳中含量在前五位：O、Si、Al、Fe、Ca2024/4/30周二周二3 3、原子的认识过程、原子的认识过程 古希腊哲学家留基伯和德谟克立特古希腊哲学家留基伯和德谟克立特思辨精神思辨精神原子：源自古希腊语原子：源自古希腊语Atom，不可再分的微粒，不可再分的微粒1803年年道尔顿（英）道尔顿（英）原子是微小的不可分割的实心球体原子是微小的不可分割的实心球体1897年，英国科学家汤姆生年，英国科学家汤姆生枣糕模型枣糕模型2024/4/30周二周二大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点1911年，英国物理学家卢瑟福年，英国物理学家卢瑟福电子绕核旋转的原子结构模型电子绕核旋转的原子结构模型1913年，丹麦科学家玻尔年，丹麦科学家玻尔行星轨道的原子结构模型行星轨道的原子结构模型1926年，奥地利物理学家薛定谔等年，奥地利物理学家薛定谔等以量子力学为基础提出电子云模型以量子力学为基础提出电子云模型原子原子原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子（正电）（正电）不显不显电性电性 （负电）（负电）（正电）（正电）（不带电）（不带电）分层排布分层排布与物质化学性质密切相关与物质化学性质密切相关2024/4/30周二周二学学与与问问核外电子是怎样排布的？核外电子是怎样排布的？2024/4/30周二周二二、能层与能级二、能层与能级1 1、能层、能层 电子层电子层能层名称能层名称能层符号能层符号一一二二三三四四五五六六七七KLMNOPQ从从K至至Q，能层离核越远，能层能量越大，能层离核越远，能层能量越大每层最多容纳电子的数量：每层最多容纳电子的数量：2n22024/4/30周二周二2 2、能级、能级 同一个能层中电子的能量相同的电子亚层同一个能层中电子的能量相同的电子亚层能级名称：能级名称：s、p、d、f、g、h能级符号：能级符号：ns、np、nd、nf n代表能层代表能层能层能层:一一二二三三四四KLMN1s 2s2p 3s3p3d 4s4p4d4f能级：能级：最多容纳电子的数量最多容纳电子的数量s:2p:6d:10f:142024/4/30周二周二3 3、注意问题、注意问题 能层与能级的关系能层与能级的关系 每一能层的能级从每一能层的能级从s开始，开始，s,p,d,f能层中能级的数量不超过能层的序数能层中能级的数量不超过能层的序数能量关系能量关系 EK EL EM ENEns Enp End EnfEns E(n+1)s E(n+2)s E(n+3)sEnp E(n+1)p E(n+2)p E(n+3)p任一能层的能级数等于该能层的序数，依次用ns、np、nd、nf等表示不同能层中，能级的能量高低是1s2s3s4s.2p3p4p不同能层中，符号相同的能级中容纳的最多电子数相同以s、p、d、f排序的各能级可容纳的的最多电子数依次为2、6、10、141、3、5、7的二倍。在同一能层中，能级的能量高低是nsnpndnf能级分裂KLMNO+能级能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f能级（电子亚层）在多电子原子中，同一能层的电子，能量可以不同，可以把它们分成能级。最多容纳电子数22 62 6 102 6 1014能层能层KLMN能级能级能级电子能级电子数数能层电子能层电子数数1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f22226661010 1422n2818322n22n22n2三、构造原理与电子排布式三、构造原理与电子排布式 1 1、构造原理、构造原理 多电子基态原子的电子按能级交错的形式排布多电子基态原子的电子按能级交错的形式排布电子排布顺序电子排布顺序1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p2024/4/30周二周二2 2、电子排布式、电子排布式 例：写出例：写出Zn的电子排布式的电子排布式Zn为为30号元素，电子共号元素，电子共30个个依据构造原理依据构造原理1s22s22p63s23p64s23d10书写时：书写时：1s22s22p63s23p63d104s2写出写出KCaTiCoGaKrBr的电子排布式的电子排布式电子排布式电子排布式 2024/4/30周二周二Zn：1s22s22p63s23p63d104s2Ar简简化化Zn：Ar3d104s2简化简化电子排布式电子排布式 写出写出KCaTiCoGaKrBr的简化电子排布式的简化电子排布式价层电子：主族、价层电子：主族、0族元素最外层族元素最外层副族、副族、族最外层和次外层族最外层和次外层2024/4/30周二周二电子排布式电子排布式表示该能级填充的电子数目能级虽先排4s后排3d，但电子排布式中先写3d，后写4s。26Fe（铁）电子排布式中最后2个能级应写为3d64s2，而不能写成4s23d6。在书写电子排布式时，能层低的能级要写在左边，不能按填充顺序写。失电子的顺序：从外层到内层逐渐失去能层Fe：1s22s22p63s23p63d64s2Fe2+：1s22s22p63s23p63d6Fe3+：1s22s22p63s23p63d5原子原子序数序数元素元素名称名称元素元素符号符号电子排布电子排布KLMN1氢氢H2氦氦He3锂锂Li4铍铍Be5硼硼B6碳碳C7氮氮N8氧氧O9氟氟F10氖氖Ne1s11s22s11s21s22s21s22s22p11s22s22p21s22s22p31s22s22p41s22s22p51s22s22p6要求熟练书写要求熟练书写要求熟练书写要求熟练书写1 13636号元素原子的电子排布式号元素原子的电子排布式号元素原子的电子排布式号元素原子的电子排布式原子原子序数序数元素元素名称名称元素元素符号符号电子排布电子排布KLMN11钠钠Na12镁镁Mg13铝铝Al14硅硅Si15磷磷P16硫硫S17氯氯Cl18氩氩Ar1s22s22p63s11s22s22p63s21s22s22p63s23p11s22s22p63s23p21s22s22p63s23p31s22s22p63s23p41s22s22p63s23p51s22s22p63s23p62024/4/30周二周二原子原子序数序数元素元素名称名称元素元素符号符号电子排布电子排布KLMN19钾钾K20钙钙Ca21钪钪Sc22钛钛Ti23钒钒V24铬铬Cr25锰锰Mn26铁铁Fe27钴钴Co28镍镍Ni1s22s22p63s23p64s11s22s22p63s23p64s21s22s22p63s23p63d14s21s22s22p63s23p63d24s21s22s22p63s23p63d34s21s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d54s21s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d74s21s22s22p63s23p63d84s22024/4/30周二周二原子原子序数序数元素元素名称名称元素元素符号符号电子排布电子排布KLMN29铜铜Cu30锌锌Zn31镓镓Ga32锗锗Ge33砷砷As34硒硒Se35溴溴Br36氪氪Kr1s22s22p63s23p63d104s24p11s22s22p63s23p63d104s24p21s22s22p63s23p63d104s24p31s22s22p63s23p63d104s24p41s22s22p63s23p63d104s24p51s22s22p63s23p63d104s24p61s22s22p63s23p63d104s11s22s22p63s23p63d104s2【思考】是否所有元素的基态原子的电子排布都遵循构造原理？铬、铜、银、金等【练习】请写出K+、S2-、Cu2+离子的电子排布式？K+：1s22s22p63s23p6S2-：1s22s22p63s23p6Cu2+：1s22s22p63s23p63d92024/4/30周二周二特殊规则特殊规则 例：写出例：写出Cr和和Cu的电子排布式的电子排布式全满规则全满规则半满规则半满规则2024/4/30周二周二四、电子云与原子轨道四、电子云与原子轨道 1 1、电子云、电子云 以量子力学为基础以量子力学为基础处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述的概率密度分布的形象化描述小黑点：概率密度小黑点：概率密度单位体积内出现的概率单位体积内出现的概率小黑点越密概率密度越大小黑点越密概率密度越大电子云电子云 小黑点不是电子！小黑点不是电子！电子云轮廓图电子云轮廓图 电子出现的概率约为电子出现的概率约为90%的空间的空间即精简版电子云即精简版电子云电子云轮廓图特点电子云轮廓图特点 a.形状形状nd能级的电子云轮廓图：多纺锤形能级的电子云轮廓图：多纺锤形ns能级的电子云轮廓图：球形能级的电子云轮廓图：球形np能级的电子云轮廓图：双纺锤形能级的电子云轮廓图：双纺锤形b.电子云扩展程度电子云扩展程度同类电子云能层序数同类电子云能层序数n越大，电子能量越越大，电子能量越大，活动范围越大电子云越向外扩张大，活动范围越大电子云越向外扩张2024/4/30周二周二2 2、原子轨道、原子轨道 电子在原子核外的一个空间运动状态电子在原子核外的一个空间运动状态定义定义 原子轨道与能级原子轨道与能级 ns能级能级ns轨道轨道np能级能级npx轨道轨道npy轨道轨道npz轨道轨道nd能级能级ndz2轨道轨道ndx2y2轨道轨道ndxy轨道轨道ndxz轨道轨道ndyz轨道轨道同一能级中的轨道能量相等，称为简并轨道同一能级中的轨道能量相等，称为简并轨道简简并并轨轨道道原子轨道：50%90%绘制电子云的轮廓图的方法：等密度面电子云轮廓图：表示电子在核外空间经常出现的区域。常把电子出现的概率约为90%的空间圈出来，把这种电子云轮廓图称为原子轨道2024/4/30周二周二原子轨道的电子云轮廓图原子轨道的电子云轮廓图 s轨道的电子云轮廓图轨道的电子云轮廓图npx轨道电轨道电子云轮廓图子云轮廓图npy轨道电轨道电子云轮廓图子云轮廓图npz轨道电轨道电子云轮廓图子云轮廓图s能级的原子轨道图（球形）ns能级只有一个原子轨道，球形n越大，原子轨道半径越大p能级的原子轨道图（纺锤形）np能级有三个能量相等能量相等的原子轨道，px、py、pz，纺锤形，相互垂直。n越大，原子轨道半径越大2p3pnd轨道电子云轮廓图轨道电子云轮廓图d能级的原子轨道图 nd能级有5个能量相等的原子轨道五、泡利原理和洪特规则五、泡利原理和洪特规则 核外电子的基本特征核外电子的基本特征能层能层能级能级轨道轨道自旋自旋公转公转自转自转大范围大范围小范围小范围2024/4/30周二周二1 1、泡利原理、泡利原理 每个轨道最多只能容纳每个轨道最多只能容纳2个电子个电子且它们的自旋方向相反且它们的自旋方向相反2 2、洪特规则、洪特规则 电子总是优先单独地占据简并轨道电子总是优先单独地占据简并轨道且它们的自旋方向相同且它们的自旋方向相同怎么填怎么填填多少填多少2024/4/30周二周二洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同。总能量最低能量最低原理的特例推论：当轨道被电子半充满或全充满时最稳定。【思考】从洪特规则解释Cr和Cu的核外电子排布？即p3、d5、f7半充满和p6、d10、f14全充满稳定2024/4/30周二周二3 3、电子排布图、电子排布图 例：写出例：写出O原子的电子排布图原子的电子排布图O原子的电子排布式：原子的电子排布式：1s22s22p41s22s22p42024/4/30周二周二LiBeBC1s2s1s2s2p1s2s2p1s2sNO1s2s2p1s2s2pFNe1s2s2p1s2s2p【思考】请写出第二周期元素原子的电子排布图（即轨道表示式）？【练习】某元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。请写出该元素原子的价层电子的轨道表示式？【练习】请写出第四周期元素的电子排布的轨道表示式O2s2pF2s2p【练习】某元素原子的L层上有3对成对电子。请写出该元素原子的价层电子的轨道表示式？C2s2p原子结构的表示方法原子结构的表示方法原子结构示意图原子结构示意图电子排布式电子排布式O原子：原子：1s22s22p4电子排布图电子排布图1s22s22p4O原子原子六、能量最低原理、基态与激发态、光谱六、能量最低原理、基态与激发态、光谱 1 1、能量最低原理、能量最低原理 能量最低原理：原子电子排布遵循构造原理能量最低原理：原子电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低能使整个原子的能量处于最低基态原子：遵循泡利原理、洪特规则、能量基态原子：遵循泡利原理、洪特规则、能量最低原理的原子最低原理的原子2 2、基态原子、基态原子 基态原子吸收能量后，电子发生跃迁变为激基态原子吸收能量后，电子发生跃迁变为激发态原子发态原子2024/4/30周二周二基态激发态吸收能量释放能量光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一吸收光谱发射光谱原子光谱不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。核外电子的跃迁2024/4/30周二周二节日燃放的焰火与金属内层的电子跃迁有关激光的产生与电子受激跃迁有关3 3、光谱、光谱 吸收光谱吸收光谱 发射光谱发射光谱 光亮普带上的孤立暗线光亮普带上的孤立暗线电子吸收能量跃迁时产生电子吸收能量跃迁时产生暗背景下的孤立亮线暗背景下的孤立亮线电子释放能量跃迁时产生电子释放能量跃迁时产生同种原子的两种光谱是可以互补的同种原子的两种光谱是可以互补的2024/4/30周二周二Li、He、Hg发射光谱Li、He、Hg吸收光谱【思考】下面是部分元素的发射光谱和吸收光谱：（2）为什么不同元素原子具有不同的特征光谱？不同原子的能级结构不同，发出的谱线的特征不同不同原子的能级结构不同，发出的谱线的特征不同（1）同一元素发射光谱和吸收光谱有什么差异？四、能量最低原理、基态与激发态、光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱1、能量最低原理、能量最低原理原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。的能量处于最低状态，简称能量最低原理。2、基态原子与激发态原子、基态原子与激发态原子处于最低能量的原子叫做基态原子，当基态处于最低能量的原子叫做基态原子，当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。变成激发态原子。归纳总结归纳总结2024/4/30周二周二3、基态、激发态相互转化与能量的关系、基态、激发态相互转化与能量的关系基态原子基态原子激发态原子激发态原子光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一；光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一；吸收能量吸收能量释放能量释放能量在日常生活中，我们看到的许多可见光，在日常生活中，我们看到的许多可见光，如灯光、霓虹灯光、激光、焰火等都与原子如灯光、霓虹灯光、激光、焰火等都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。核外电子发生跃迁释放能量有关。2024/4/30周二周二课堂练习课堂练习1_,简称能量最低原理。简称能量最低原理。_叫做基态原子叫做基态原子1 1、当当基基态态原原子子的的电电子子吸吸收收能能量量后后，电电子子会会_，变变成成激激发发态态原原子子。电电子子从从较较高高能能量量的的激激发发态态跃跃迁迁到到较较低低能能量量的的激激发发态态乃乃至至基基态态时时，将将_能能量量。光光（辐辐射射）是是电电子子_能量的重要形式之一。能量的重要形式之一。原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态能量处于最低状态处于最低能量的原子处于最低能量的原子跃迁到较高能级跃迁到较高能级 释放释放 释放释放 2024/4/30周二周二3 3、不不同同元元素素的的原原子子发发生生跃跃迁迁时时会会吸吸收收或或释释放放不不同同的的光光，可可以以用用光光谱谱仪仪摄摄取取各各种种元元素素的的电电子子的的 _光光 谱谱 或或 _光光 谱谱，总总 称称_光光谱谱。许许多多元元素素是是通通过过原原子子光光谱谱发发现现的的。在在现现代代化化学学中中，常常利利用用原原子子光光谱谱上上的的特特征征谱线来鉴定元素，称为谱线来鉴定元素，称为_。吸收吸收发射发射原子原子光谱分析光谱分析2024/4/30周二周二第一章第一章原子的结构与性质原子的结构与性质第二节第二节原子结构与元素性质原子结构与元素性质2024/4/30周二周二元素：具有相同核电荷数的一类原子的总称元素：具有相同核电荷数的一类原子的总称核素：含有一定数目质子和中子的一种原子核素：含有一定数目质子和中子的一种原子同位素：质子数相同中子数不同的同位素：质子数相同中子数不同的同一种元素的不同原子同一种元素的不同原子核电荷数核电荷数=核内质子数核内质子数=核外电子数核外电子数=原子序数原子序数质量数质量数A=质子数质子数Z+中子数中子数N2024/4/30周二周二一、原子结构与元素周期表一、原子结构与元素周期表 1 1、周期、周期 元素周期表的横行元素周期表的横行 特点特点 同周期元素电子层数相同同周期元素电子层数相同同周期元素从左至右原子依次序数递增同周期元素从左至右原子依次序数递增2024/4/30周二周二周期序数周期序数 起始原子序数起始原子序数 终止原子序数终止原子序数 元素种类元素种类短短周周期期一一122二二3108三三11188长长周周期期四四193618五五375418六六558632七七87118/11232/26第七周期也称为不完全周期第七周期也称为不完全周期 周期的组成周期的组成 2024/4/30周二周二2 2、族、族 元素周期表的纵行元素周期表的纵行 族族 主族：主族：A结尾结尾，AA副族：副族：B结尾结尾，BB，B，B族：族：0族：族：主族元素族序数原子最外层电子数主族元素族序数原子最外层电子数特点特点：副族、副族、族通称过渡元素，过渡金属族通称过渡元素，过渡金属一些族的别名一些族的别名7711162024/4/30周二周二3 3、分区、分区 s区区p区区d区区ds区区f区区按最后填入电子所属能级符号按最后填入电子所属能级符号ds区除外区除外A、A1、2两列两列BB、37、810八列八列B、B11、12两列两列AA、O 1317、18六列六列2024/4/30周二周二3、原子的电子构型和元素的分区TiZrHfRfVNbTaDbCrMoWSgMnTcReBhFeRuOsHsCoRhIrMtNiPdPtUunCuAgAuUuuZnCdHgUubGaInTl113HeBAlGeSnPb114CSiAsSbBi115NPSeTePo116OSBrIAt117FClKrXeRn118NeArLiNaKRbCsFrCaSrBaRaBeMgScYLaAcHCeThPrPaNdUPmNpSmPuEuAmGdCmTbBkDyCfHoEsErFmTmMdYbNoLuLrLaAcsddspf分区依据：最后一个电子排入的能级不同（除ds区）s区元素：最外层构型是ns1和ns2。IA和 IIA族元素。除H外，其余为活泼金属。d区元素：包含第IIIB族到VIII族元素，电子构型是(n-1)d19ns12最外层电子数皆为12个，均为金属元素，性质相似。ds区元素：包括IB族和IIB族元素，价电子构型是(n-1)d10ns12，均为金属元素。f区元素：最后一个电子排入(n-2)f能级，包括镧系和锕系元素，均为金属。【思考】为什么s区、d区、ds区和f区的元素都是金属（氢元素除外）？p区元素：最外层电子构型从ns2np1ns2np6的元素。即IIIAVIIA族、零族元素。除H外，所有非金属元素都在p区。二、元素周期律二、元素周期律 1 1、原子半径、原子半径 元素周期律：元素的性质随着原子序数元素周期律：元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化的递增而呈周期性的变化同周期主族元素：从左至右原子半径递减同周期主族元素：从左至右原子半径递减同主族元素：从上至下原子半径递增同主族元素：从上至下原子半径递增决定因素决定因素层数层数层数多半径大层数多半径大电子间斥力大电子间斥力大核电核电荷数荷数核电荷数大半径小核电荷数大半径小正负电荷正负电荷间引力大间引力大电子层结构相同的离子原子序数小的半径大！电子层结构相同的离子原子序数小的半径大！1、原子半径同种元素的原子以共价键连接时核间距离的一半共价半径：相邻原子的平均核间距元素的性质随核电荷数增加发生周期性的递变【思考】原子半径由哪些因素决定？电子层数核电荷数电子的能层越多，电子之间的负电排斥将使原子的半径增大核电荷数越大，核对电子的引力也就越大，将使原子的半径缩小【思考】元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径的变化趋势如何？同主族元素从上到下，原子半径的变化趋势又如何？应如何理解这种趋势？2024/4/30周二周二HLiBeBCNOFHeNeArKrXeRnNaMgAlSiPSClKRbCsFrCaGaGeAsSeBrSrInSnSbTeIBaTlPbBiPoAtRa2024/4/30周二周二同一纵行元素的原子与相应离子的半径变化。原子半径 相应阳离子离子半径电子排布相同的离子，离子半径随着核电荷数的递增而减小。2024/4/30周二周二【思考】试比较O、F、Na、Mg、Al的半径大小？NaMgAlOF【思考】试比较O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+的半径大小？O2-F-Na+Mg2+Al3+【思考】试比较Na+、Mg2+、S2-、Cl-的半径大小？S2-Cl-Na+Mg2+2024/4/30周二周二2 2、电离能、电离能 第一电离能第一电离能气态电中性基态原子失去一个电子转气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需最低能量化为气态基态正离子所需最低能量同周期主族元素第一电离能从左至右逐渐升高同周期主族元素第一电离能从左至右逐渐升高A、A反常！比下一主族的高反常！比下一主族的高逐级电离能逐级电离能 利用逐级电离能判断化合价利用逐级电离能判断化合价2024/4/30周二周二电离能第一电离能（I1）：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。第二电离能（I2）：从气态基态一价正离子失去一个电子转化为气态基态二价正离子所需要的最低能量。第三电离能（I3）？电离能的大小反映了原子失去电子的难易。决定电离能大小的因素：核电荷数原子半径（1）概念：kJ/mol第一电离能越小，越易失电子，金属越活泼。3 3、电负性、电负性 原子的价电子原子的价电子键合电子：参与化学键形成键合电子：参与化学键形成孤对电子：未参与化学键形成孤对电子：未参与化学键形成不同元素的原子对键合电子吸引能力不同元素的原子对键合电子吸引能力电负性越大，对键合电子吸引能力越大电负性越大，对键合电子吸引能力越大同周期主族元素从左至右电负性逐渐变大同周期主族元素从左至右电负性逐渐变大同主族元素从上至下电负性逐渐变小同主族元素从上至下电负性逐渐变小电负性电负性2024/4/30周二周二电负性应用电负性应用一般而言一般而言金属金属1.81.8左右的既有金属性，又有非金属性左右的既有金属性，又有非金属性对角线规则：元素周期表中的某些主族元素对角线规则：元素周期表中的某些主族元素其某些性质与右下角元素相似其某些性质与右下角元素相似2024/4/30周二周二H2.1Li1.0Na0.9K0.8Rb0.8Cs0.7Be1.5Mg1.2Ca1.0Sr1.0Ba0.9B2.0Al1.5Ga1.6In1.7Tl1.8C2.5Si1.8Ge1.8Sn1.8Pb1.9N3.0P2.1As2.0Sb1.9Bi1.9O3.5S2.5Se2.4Te2.1Po2.0F4.0Cl3.0Br2.8I2.5At2.2【思考】观察主族元素的电负性数据（以F=4.0和Li=1.0作为相对标准，稀有气体未计），元素的电负性有何变化趋势？NaMgAlSiPSCl主族电负性的周期性变化LiNaKRbCsFClBrIAt同一周期，从左到右电负性递增。同一主族，从上到下，电负性递减。（2）电负性的变化规律4 4、金属性与非金属性、金属性与非金属性 金属性：金属单质的还原性金属性：金属单质的还原性非金属性：非金属单质的氧化性非金属性：非金属单质的氧化性同周期的主族元素从左至右同周期的主族元素从左至右 同主族元素从上至下同主族元素从上至下 金属性减弱，非金属性增强金属性减弱，非金属性增强 金属性增强，非金属性减弱金属性增强，非金属性减弱 2024/4/30周二周二HLiNaKRbCsBeMgCaSrBaBAlCSiNPOSFClBrIAtNeArKrXeRnHeFrRaGaInGeSnAsSbSeTeTlPbBiPo非非金金属属性性逐逐渐渐增增强强非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强金金属属性性逐逐渐渐增增强强金属性逐渐增强金属性逐渐增强【思考】元素周期表中，同周期的主族元素、同主族元素的金属性和非金属性如何变化？3、金属性和非金属性原子半径依次减小原子半径依次减小原原子子半半径径依依次次减减小小原原子子半半径径依依次次增增大大原子半径依次增大原子半径依次增大非金属性依次增强非金属性依次增强金属性依次增强金属性依次增强最高价氧化物对应水化物最高价氧化物对应水化物最高价氢氧化物最高价氢氧化物碱性强弱碱性强弱最高价氢氧化物碱性越强，金属性越强最高价氢氧化物碱性越强，金属性越强金属性强弱的判断依据金属性强弱的判断依据跟水（酸）反应置换出氢的难易程度跟水（酸）反应置换出氢的难易程度越容易发生，金属性越强越容易发生，金属性越强金属活动性顺序金属活动性顺序普通原电池正负极普通原电池正负极单质与盐溶液的置换反应单质与盐溶液的置换反应2024/4/30周二周二气态氢化物的稳定性气态氢化物的稳定性越稳定，非金属性越强越稳定，非金属性越强非金属性强弱的判断依据非金属性强弱的判断依据最高价氧化物对应水化物最高价氧化物对应水化物最高价含氧酸最高价含氧酸酸性强弱酸性强弱酸性越强，非金属性越强酸性越强，非金属性越强跟氢气化合生成气态氢化物的难易程度跟氢气化合生成气态氢化物的难易程度越易反应，非金属性越强越易反应，非金属性越强5 5、化合价、化合价同周期的主族元素从左至右同周期的主族元素从左至右 化合价由化合价由17，40递增递增主族元素族序数最高正价价电子数主族元素族序数最高正价价电子数非金属最低负化合价主族元素族序数非金属最低负化合价主族元素族序数8F、O2024/4/30周二周二LiBeBMgAlSi【科学探究科学探究】对角线规则对角线规则某些主族元素与右下方的主族元素的某些性质是相似的，称为对角线规则。2024/4/30周二周二第二章第二章分子的结构与性质分子的结构与性质第一节第一节共价键共价键2024/4/30周二周二一、共价键一、共价键 1 1、化学键及其分类、化学键及其分类 相邻原子或离子之间强烈的相互作用相邻原子或离子之间强烈的相互作用按成键方式分为：按成键方式分为：金属键金属键共价键共价键离子键离子键金属晶体金属晶体分子晶体分子晶体离子晶体离子晶体2024/4/30周二周二共用电子对共用电子对（两单个电子形成一对电子）（两单个电子形成一对电子）2 2、共价键、共价键 共价键：分子内原子间通过共用共价键：分子内原子间通过共用电子对形成的相互作用电子对形成的相互作用作用作用本质：本质：分子内原子之间分子内原子之间发生：发生：于绝大多数物质中于绝大多数物质中酸、碱、盐、非金属氧化物酸、碱、盐、非金属氧化物氢化物、有机物、非金属单质氢化物、有机物、非金属单质存在：存在：3 3、共价键分类、共价键分类 按共用电子对的偏移按共用电子对的偏移极性共价键极性共价键非极性共非极性共价键价键不同原子不同原子成键成键同种原子同种原子成键成键按成键方式按成键方式键键键键按电子云按电子云重叠方式重叠方式2024/4/30周二周二4 4、键键两个原子轨道沿键轴方向两个原子轨道沿键轴方向以以“头碰头头碰头”的方式重叠的方式重叠定义：定义：2024/4/30周二周二类型类型 特点特点 s-s键键s-p键键p-p键键例：例：H2例：例：HCl例：例：Cl2可绕键轴旋转可绕键轴旋转重叠程度大，稳定性高重叠程度大，稳定性高头碰头头碰头轴对称轴对称5 5、键键两个原子轨道以平行两个原子轨道以平行即即“肩并肩肩并肩”方式重叠方式重叠定义：定义：2024/4/30周二周二类型类型 特点特点 d-p键键p-p键键例：金属配合物例：金属配合物不能旋转不能旋转重叠程度较小，稳定性较差重叠程度较小，稳定性较差肩并肩肩并肩镜面对称镜面对称例：例：CH2=CH2 键型键型项目项目 键键 键键成键方向成键方向电子云形状电子云形状牢固程度牢固程度成键判断规成键判断规律律沿轴方向沿轴方向“头碰头头碰头”平行方向平行方向“肩并肩肩并肩”轴对称轴对称镜像对称镜像对称强度大，不易断强度大，不易断强度较小，易断强度较小，易断单键是单键是键，双键中一个键，双键中一个 键，另键，另一个是一个是键，共价三键中一个是键，共价三键中一个是键，键，另两个为另两个为键。键。共价键特征共价键特征饱和性饱和性共价键类型共价键类型（按电子云（按电子云重叠方式分）重叠方式分）键键键键s-ss-pp-p方向性方向性p-pd-p头碰头头碰头轴对称轴对称肩并肩肩并肩镜面对称镜面对称二、键参数二、键参数键能、键长与键角键能、键长与键角 1 1、键能、键能 失去电子失去电子吸引电子吸引电子断键断键成键成键吸收能量吸收能量释放能量释放能量气态基态原子形成气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量化学键释放的最低能量定义：定义：单位：单位：kJmol-1释放能量，取正值释放能量，取正值键能越大，键越牢固，分子越稳定键能越大，键越牢固，分子越稳定意义：意义：2024/4/30周二周二观察表观察表2-1某些共价键的键能某些共价键的键能结论结论：同种元素形成的共价键的键能：同种元素形成的共价键的键能：单键单键双键双键键键能键键能2024/4/30周二周二2 2、键长、键长 形成共价键的两个原子间的核间距形成共价键的两个原子间的核间距定义：定义：共价半径：共价半径：同种原子的共价键键长的一半同种原子的共价键键长的一半稀有气体为单原子分子，无共价半径稀有气体为单原子分子，无共价半径意义：意义：键长越短，键能越大，分子越稳定键长越短，键能越大，分子越稳定2024/4/30周二周二观察表观察表2-2某些共价键的键能某些共价键的键能结论结论：同种元素间形成的共价键的键长：同种元素间形成的共价键的键长：单键单键双键双键叁键叁键2024/4/30周二周二3 3、键角、键角 定义：定义：两个共价键之间的夹角两个共价键之间的夹角CH4CCl410928NH310718H2O105CO2180常见键角：常见键角：共价键的方向性共价键的方向性2024/4/30周二周二 键能键能 键长键长 键角键角 衡量共价键的稳定性衡量共价键的稳定性 描述分子的立体结构描述分子的立体结构2024/4/30周二周二三、等电子原理三、等电子原理 1 1、定义：、定义：注意：有时将原子总数、价电子总数相同的注意：有时将原子总数、价电子总数相同的 离子也认为是等电子体离子也认为是等电子体 原子总数相同、价电子总数相同的分子原子总数相同、价电子总数相同的分子2 2、特点：、特点：具有相似的化学键特征具有相似的化学键特征许多性质是相近的许多性质是相近的3 3、常见等电子微粒：、常见等电子微粒：10e、18e2024/4/30周二周二第二章第二章分子的结构与性质分子的结构与性质第二节第二节分子的立体结构分子的立体结构2024/4/30周二周二一、形形色色的分子一、形形色色的分子 1 1、三原子分子的空间结构、三原子分子的空间结构 2 2、四原子分子的空间结构、四原子分子的空间结构 3 3、五原子分子的空间结构、五原子分子的空间结构 直线型直线型：V V型：型：CO2、HCNH2O、SO2平面三角平面三角型型：三角锥三角锥型型：SO3、HCHONH3四面体：四面体：CCl4、CH4其它其它等等 二、价层电子对互斥（二、价层电子对互斥（VSEPRVSEPR）理论）理论 （ValenceShellElectronPairRepulsion）共价分子中，中心原子周围电子对排布的共价分子中，中心原子周围电子对排布的几何构型主要取决于中心原子的价层电子几何构型主要取决于中心原子的价层电子对的数目。价层电子对各自占据的位置倾对的数目。价层电子对各自占据的位置倾向于彼此分离得尽可能的远，此时电子对向于彼此分离得尽可能的远，此时电子对之间的斥力最小，整个分子最稳定。之间的斥力最小，整个分子最稳定。1 1、理论要点、理论要点 价层电子对包括成键的价层电子对包括成键的电子对和孤电子对电子对和孤电子对不包括成键的不包括成键的电子对电子对！2 2、价层电子对数计算、价层电子对数计算 确定中心原子价层电子对数目确定中心原子价层电子对数目 价电子数出现奇数时，单电子当作电子对看待价电子数出现奇数时，单电子当作电子对看待价层电价层电子对数子对数(中心原子价电子数结合原子数中心原子价电子数结合原子数)/2配位原子数孤电子对数配位原子数孤电子对数键电子对数孤电子对数键电子对数孤电子对数O、S为结合原子时，按为结合原子时，按“0”计算计算N为结合原子时，按为结合原子时，按“-1”计算计算离子计算价电子对数目时，阴离子加上所带离子计算价电子对数目时，阴离子加上所带电荷数，阳离子减去所带电荷数电荷数，阳离子减去所带电荷数孤电子对数价层电子对数孤电子对数价层电子对数结合原子数结合原子数化学式化学式价层电子对数价层电子对数结合的原子数结合的原子数孤对电子对数孤对电子对数HCNSO2NH2BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+SO42012010002223344404234344444化学式化学式价层电子对数价层电子对数结合的原子数结合的原子数孤对电子对数孤对电子对数H2OSO3NH3CO2SF4SF6PCl5PCl3CH4201010012332465304434256544确定价层电子对构型确定价层电子对构型 价层电子对数目价层电子对数目23456价层电子对构型价层电子对构型直线直线平面平面三角型三角型正四面体正四面体三角三角双锥双锥正八正八面体面体注意：孤对电子的存在会改变键合电子对注意：孤对电子的存在会改变键合电子对的分布方向，从而改变化合物的键角的分布方向，从而改变化合物的键角电子间斥力大小：电子间斥力大小：孤对间孤对与键合间键合间孤对间孤对与键合间键合间2024/4/30周二周二3 3、确定分子构型、确定分子构型 在价层电子对构型的基础上，去掉孤电子对在价层电子对构型的基础上，去掉孤电子对由真实原子形成的构型由真实原子形成的构型2024/4/30周二周二电子对电子对数目数目电子对的电子对的空间构型空间构型成键电成键电子对数子对数孤电子孤电子对对数数电子对的电子对的排列方式排列方式分子的分子的空间构型空间构型实实例例2直直线线20直直线线BeCl2CO23三角型三角型30三角型三角型BF3SO321V型型SnBr2PbCl22024/4/30周二周二电子对电子对数目数目电子对的电子对的空间构型空间构型