无机化学物质结构基础复习重点.pdf

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1、无机化学物质结构基础复习重点第一章原子结构第 一 节 原 子 结 构 的 Bohr 理 论1、 电 子 的 电 量 为 C1910602.1 ,电 子 的 质 量 为 g2810109.9 。2、 每 种 元 素 的 原 子 辐 射 都 具 有 一 定 频 率 成 分 构 成 的 特 征 光 谱 ， 它 们 是 一 条 条 离 散 的 谱 线 ，被 称 为 线 状 光 谱 ， 即 原 子 光 谱 。3、 氢 原 子 光 谱 的 频 率 公 式 ： 1222115 1110289.3 snn4、 Bohr原 子 结 构 理 论 ； 定 态 假 设 原 子 的 核 外 电 子 在 轨 道 上 运

2、行 时 ， 只 能 够 稳 定 的 存 在 于 具 有 分 立 的 ， 固 定 能量 的 状 态 中 ， 这 些 状 态 称 为 定 态 （ 能 级 ） ， 即 处 于 定 态 的 原 子 的 能 量 是 量 子 化 的 。 此 时原 子 并 不 辐 射 能 量 ， 是 稳 定 的 。 跃 迁 规 则 原 子 的 能 量 变 化 （ 包 括 发 射 和 吸 收 电 磁 辐 射 ） 只 能 在 两 定 态 之 间 以 跃 迁 的 方式 进 行 。 在 正 常 情 况 下 ， 原 子 中 的 电 子 尽 可 能 处 于 离 核 最 低 的 轨 道 上 。 这 时 原 子 的 能 量最 低 ， 即

3、原 子 处 于 基 态 。 当 原 子 受 到 辐 射 ， 加 热 或 通 电 时 ， 获 得 能 量 后 的 电 子 可 以 跃 迁到 离 核 较 远 的 轨 道 上 去 即 原 子 被 激 发 到 高 能 量 的 轨 道 上 ， 这 时 原 子 处 于 激 发 态 。 处 于 激发 态 的 电 子 不 稳 定 ， 可 以 跃 迁 到 离 核 较 近 的 轨 道 上 ， 同 时 释 放 出 光 子 。 光 的 频 率 取 决 于离 核 较 远 的 轨 道 的 能 量 （ 2E ） 与 离 核 较 近 的 轨 道 的 能 量 （ 1E ） 之 差 ： 12 EEh 第 二 节 微 观 粒 子

4、运 动 基 本 特 征1、 实 物 粒 子 波 长 满 足 phmvh ， 其 中 m 为 实 物 粒 子 质 量 ， v为 实 物 粒 子 运 动 速 度 ， p为 动 量 。2、 不 确 定 原 理 ： 对 运 动 中 的 微 观 粒 子 来 说 ， 并 不 能 同 时 准 确 确 定 它 的 位 置 和 动 量 。 其 关 系式 为 ： 4hpx ， 式 中 x 为 微 观 粒 子 位 置 （ 或 坐 标 ） 的 不 确 定 度 ， p 为 微 观 粒 子动 量 的 不 确 定 度 ， 该 式 表 明 微 观 粒 子 位 置 不 确 定 度 与 动 量 不 确 定 度 的 成 绩 大 约

5、 等 于 Plank常 量 的 数 量 级 。 就 是 说 ， 微 观 粒 子 位 置 不 确 定 度 越 小 ， 则 相 应 它 的 动 量 不 确 定 度 就 越 大 。3、 微 观 粒 子 的 波 动 性 是 大 量 微 观 粒 子 （ 或 者 是 一 个 粒 子 千 万 次 运 动 ） 所 表 现 出 来 的 性 质 ，可 以 说 物 质 的 运 动 是 具 有 统 计 意 义 的 概 率 波 ； 在 空 间 某 个 区 域 波 强 度 （ 即 衍 射 强 度 ） 大的 地 方 ， 粒 子 出 现 的 机 会 多 ， 波 强 度 小 的 地 方 粒 子 出 现 的 机 会 少 。 从

6、数 学 角 度 看 ， 这 里说 的 机 会 是 概 率 ， 也 就 是 说 ， 在 空 间 区 域 内 任 一 点 波 的 强 度 与 粒 子 出 现 的 概 率 成 正 比 。第 三 节 氢 原 子 结 构 的 量 子 力 学 描 述1、 dingeroShr 方 程 ： 08 22222222 VEh mzyx 式 中 是 坐 标 zyx , 的 函数 ， E 是 系 统 总 能 量 ， V 是 势 能 ， m是 微 观 粒 子 质 量 ， h是 Planck常 量 。2、 主 量 子 数 n 在 原 子 的 电 子 中 最 重 要 的 量 子 化 性 质 是 能 量 。 原 子 轨 道

7、 的 能 量 主 要 取 决 于主 量 子 数 n， 对 于 氢 原 子 和 类 氢 原 子 ， 电 子 的 能 量 值 取 决 于 n。 n的 取 值 为 1,2,3,4,5等 正 整 数 。 n越 大 电 子 离 核 的 平 均 距 离 越 远 ， 能 量 越 高 。 因 此 ， 可 将 n值 所 表 示 的 电 子运 动 状 态 对 应 于 K,L,M,N,O 电 子 层 角 量 子 数 l 原 子 轨 道 的 角 动 量 有 角 量 子 数 l决 定 。 在 多 原 子 电 子 中 原 子 轨 道 的 能 量 不仅 取 决 于 主 量 子 数 n， 还 受 角 量 子 数 l的 影 响

8、 。 l受 n限 制 ， l只 能 取 0 到 （ n-1） 的 整数 ， 按 照 光 谱 学 的 规 定 ， 对 应 的 符 号 为 s,p,d,f,g 。 n一 定 ， l取 不 同 值 代 表 同 一 电 子层 中 不 同 状 态 的 亚 层 。 角 量 子 数 l还 表 明 了 原 子 轨 道 的 分 布 角 度 形 状 不 同 。 l=0， 为 s 轨道 ， 其 角 度 分 布 为 球 形 对 称 ； l=1， 为 p 轨 道 ， 其 角 度 分 布 为 哑 铃 型 ； l=2 为 d 轨 道 ，其 角 度 分 布 为 花 瓣 形 。 对 多 电 子 原 子 来 说 ， n相 同 ，

9、 l越 大 ， 其 能 量 越 大 。 磁 量 子 数 m m 决 定 角 动 量 在 磁 场 方 向 的 分 量 。 其 取 值 受 角 量 子 数 l的 限 制 ， 从 -l， ，0， ， +l， 共 有 （ 2l+1） 个 取 值 。 磁 量 子 数 m 决 定 原 子 轨 道 在 核 外 空 间 的 取 向 。l=0， m 只 有 0一 个 取 值 ， 表 示 s轨 道 在 核 外 空 间 只 有 一 种 分 布 方 向 ， 即 以 核 为 球 心 的球 形 。l=1， m 有 +1， -1， 0 三 个 取 值 ， 表 示 p 亚 层 在 空 间 有 三 个 分 别 沿 x 轴 ，

10、y轴 ， z 轴 的 取向 轨 道 ， 即 轨 道 zyx ppp , 。l=2， m 有 0， -1， +1， -2， +2五 个 取 值 ， 表 示 d 亚 层 有 五 个 取 向 的 轨 道 ， 分 别 是 轨 道222 , yxxyyzxzz ddddd 。 自 旋 量 子 数 sm 电 子 除 轨 道 运 动 外 ， 还 有 自 旋 运 动 。 电 子 自 旋 运 动 的 自 旋 角 动 量 有 自旋 量 子 数 sm 决 定 。 处 于 同 一 轨 道 上 的 电 子 自 旋 状 态 只 能 有 两 种 ， 分 别 用 自 旋 磁 量 子 数21 和 21 来 确 定 。 正 是

11、由 于 电 子 具 有 自 旋 角 动 量 ， 使 氢 原 子 光 谱 在 没 有 外 磁 场时 会 发 生 微 小 的 分 裂 ， 得 到 了 靠 的 很 近 的 谱 线 。3、 一 个 原 子 轨 道 可 以 用 n， l， m一 组 三 个 量 子 数 来 确 定 ， 但 是 原 子 层 中 每 个 电 子 的 运 动状 态 必 须 用 n， l， m， sm 四 个 量 子 数 来 确 定 。 四 个 量 子 数 确 定 之 后 ， 电 子 在 核 外 空 间的 运 动 状 态 就 确 定 了 。4、 概 率 密 度 是 空 间 某 单 位 体 积 内 电 子 出 现 的 概 率 。

12、电 子 在 核 外 空 间 某 区 域 内 出 现 的 概 率 等于 概 率 密 度 与 该 区 域 体 体 积 的 乘 积 。5、 电 子 云 是 概 率 密 度 的 形 象 化 描 述 。 黑 点 密 的 地 方 电 子 出 现 的 概 率 大 ； 黑 点 稀 疏 的 地 方 电子 出 现 的 概 率 小 。6、 电 子 云 有 等 密 度 图 和 界 面 图 两 种 图 示 。 在 电 子 云 等 密 度 图 中 ， 每 一 个 球 面 上 的 数 字 表 示概 率 密 度 的 相 对 大 小 。 在 电 子 云 界 面 图 中 ， 界 面 实 际 上 是 一 个 等 密 度 面 ， 电

13、 子 在 此 界 面内 出 现 的 概 率 高 于 90%， 在 此 界 面 外 出 现 的 概 率 低 于 10%， 通 常 认 为 在 界 面 外 发 现 电 子 的概 率 可 忽 略 不 计 。7、 氢 原 子 各 种 状 态 的 径 向 分 布 函 数 图 中 锋 数 N 等 于 主 量 子 数 与 角 量 子 数 之 差 ， 即lnN .1、 原 子 轨 道 角 度 分 布 图 与 电 子 云 角 度 分 布 图 。第 四 节 多 电 子 原 子 结 构1、 由 Pauling近 似 能 级 图 发 现 ： 角 量 子 数 相 同 的 能 级 的 能 量 高 低 由 主 量 子 数

14、决 定 ， 主 量 子数 越 大 能 量 越 高 ； 主 量 子 数 相 同 ， 能 级 能 量 随 角 量 子 数 的 增 大 而 增 大 ， 这 种 现 象 称 为 能 级 分裂 ； 当 主 量 子 数 与 角 量 子 数 均 不 同 时 ， 有 时 出 现 能 级 交 错 现 象 。2、 Cotton 原 子 轨 道 能 级 图 （ 见 课 本 P240） 概 括 了 理 论 和 实 验 的 结 果 ， 定 性 的 表 明 了 原 子 序数 改 变 时 ， 原 子 轨 道 能 量 的 相 对 变 化 。 由 此 图 可 以 看 出 不 同 于 Pauling近 似 能 级 图 的 点 ：

15、 反 映 出 主 量 子 数 相 同 的 氢 原 子 轨 道 的 兼 并 性 。 也 就 是 对 原 子 序 数 为 1 的 氢 原 子 来 说 ，其 主 量 子 数 相 同 的 各 轨 道 全 处 于 同 一 能 级 点 上 。 反 映 出 原 子 轨 道 的 能 量 随 原 子 序 数 的 增 大 而 降 低 。 反 映 出 随 着 原 子 序 数 的 增 大 ， 原 子 轨 道 能 级 下 降 幅 度 不 同 ， 因 此 曲 线 产 生 了 交 错 现 象 。3、 屏 蔽 效 应 ： 一 个 电 子 对 另 一 个 电 子 产 生 电 荷 屏 蔽 ， 使 核 电 荷 度 该 电 子 的

16、吸 引 力 减 弱 ， 即由 核 外 电 子 云 抵 消 了 一 些 核 电 荷 的 作 用 。 是 核 电 荷 减 少 数 ， 称 为 屏 蔽 常 数 ， 相 当 于 被抵 消 的 正 电 荷 数 。4、 钻 穿 效 应 ： 在 多 电 子 原 子 中 每 个 电 子 既 被 其 他 电 子 所 屏 蔽 ， 也 对 其 余 电 子 起 屏 蔽 作 用 ，在 原 子 核 附 近 出 现 概 率 较 大 的 电 子 ， 可 更 多 的 避 免 其 余 电 子 的 屏 蔽 ， 受 到 核 的 较 强 的 吸引 而 更 靠 近 核 ， 这 种 进 入 原 子 内 部 空 间 的 作 用 叫 做 钻

17、穿 效 应 。 就 其 实 质 而 言 ， 电 子 运 动具 有 波 动 性 ， 电 子 可 在 原 子 区 域 的 任 何 位 置 出 现 ， 也 就 是 说 ， 最 外 层 电 子 有 时 也 会 出 现在 离 核 很 近 处 ， 只 是 概 率 较 小 而 已 。5、 主 量 子 数 相 同 时 ， 角 量 子 数 越 小 的 电 子 ， 钻 穿 效 应 越 明 显 ， 能 级 也 越 低 。6、 基 态 原 子 核 外 电 子 排 布 规 则 ： 能 量 最 低 原 理 ： 电 子 在 原 子 轨 道 中 的 排 布 ， 要 尽 可 能 使 整 个 原 子 系 统 能 量 最 低 。

18、Pauli 不 相 容 原 理 ： 同 一 原 子 轨 道 最 多 容 纳 两 个 自 选 方 式 相 反 的 电 子 ， 或 者 说 同 一 原子 中 不 可 能 存 在 一 组 四 个 量 子 数 完 全 相 同 的 电 子 。 Hund规 则 ： 在 相 同 n或 相 同 l的 轨 道 上 分 布 的 电 子 ， 将 尽 可 能 分 占 m值 不 同 的 轨 道 且自 旋 平 行 。 S 层 最 多 容 纳 2个 电 子 ， p 层 最 多 容 纳 6 个 电 子 ， d 层 最 多 容 纳 10个 电 子 ， f层 最 多 容 纳 14 个 电 子 ， g层 最 多 容 纳 18个 电

19、 子 全 满 半 满 最 稳 定 。7、 原 子 核 外 电 子 排 布 ： 1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s,4f,5d,6p,7s,5f,6d,7p出 现 d 轨 道 时 ， 电 子 按 照 npdnns ,1, 的 顺 序 在 原 子 轨 道 上 排 布 ， 若 d 轨 道 和 f 轨道 均 已 出 现 ， 电 子 按 照 npdnfnns ,1,2, 的 顺 序 在 院 子 轨 道 上 排 布 。第 五 节 元 素 周 期 表1、 能 级 与 周 期 的 关 系 ：周 期 特 点 能 级 组 对 应 的 能 级 原 子 轨 道 数 元 素 种 类

20、数一 特 短 周 期 1 1s 1 2二 短 周 期 2 2s2p 4 8三 短 周 期 3 3s3p 4 8四 长 周 期 4 4s3d4p 9 18五 长 周 期 5 5s4d5p 9 18六 特 长 周 期 6 634f5d6p 16 32七 不 完 全 周 期 7 7s5f6d7p 16 应 有 322、 元 素 的 族 ： 同 族 元 素 价 电 子 数 目 相 同 。 主 族 元 素 的 价 电 子 全 部 排 布 于 最 外 层 的 npns, 轨道 ， 尽 管 同 族 元 素 电 子 层 数 从 上 到 下 逐 渐 增 加 ， 但 价 电 子 排 布 完 全 相 同 。 主 族

21、 序 数 等 于价 电 子 总 数 。 除 氦 元 素 外 稀 有 气 体 元 素 最 外 层 电 子 排 布 均 为 62npns ， 呈 现 稳 定 结 构 ，称 为 零 族 元 素 ， 也 称 为 第 八 主 族 。 前 五 个 副 族 价 电 子 数 目 对 应 族 序 数 ， 而 第 一 第 二 副 族是 根 据 ns轨 道 上 是 有 1 个 或 2个 电 子 来 划 分 的 ， 第 8,9,10 列 元 素 被 称 为 第 八 族 ， 价 电子 排 布 一 般 为 201061 nsdn3、 元 素 的 分 区 ：S区 元 素 ： 包 括 第 一 ， 第 二 主 族 ， 最 后

22、一 个 电 子 填 充 在 s轨 道 上 ， 价 电 子 排 布 为 1ns (第一 主 族 ） 或 2ns (第 二 主 族 )， 属 于 活 泼 金 属 。P 区 元 素 ： 包 括 第 三 主 族 到 第 七 主 族 及 零 族 ， 最 后 一 个 电 子 填 充 在 p 轨 道 上 ， 价 电 子 排布 为 612 npns (第 三 主 族 )， 22npns (第 四 主 族 )， 32npns (第 五 主 族 )， 42npns (第 六主 族 )， 52npns (第 七 主 族 )， 62npns (零 族 )d 区 元 素 ： 包 括 第 三 副 族 到 第 七 副 族

23、， 最 后 一 个 电 子 填 充 在 dn 1 轨 道 上 吧 ， 价 电 子 排布 为 211 nsdn (钪 ， 钇 )， 221 nsdn (第 四 副 族 )， 231 nsdn (第 五 副 族 ， 铌 为14 54 sd )， 151 nsdn (第 六 副 族 ， 钨 为 24 65 sd )， 251 nsdn (第 七 副 族 )， 铁 为26 43 sd ， 钴 为 27 43 sd ， 镍 为 28 43 sd ， 钌 为 17 54 sd ， 铑 为 18 54 sd ， 钯 为 104d ， 锇为 26 65 sd ， 铱 为 27 65 sd ， 铂 为 19 6

24、5 sd (第 八 族 所 有 元 素 的 价 电 子 数 等 于 列 序 数 ， 可以 为 8,9,10)。 一 般 而 言 ， 它 们 的 区 别 主 要 在 次 外 层 的 d 轨 道 上 ， 由 于 d 轨 道 未 充 满 电子 （ 钯 除 外 ） ， 他 们 可 以 不 同 程 度 的 参 与 化 学 键 的 形 成 。ds区 元 素 ： 包 括 第 一 ， 第 二 副 族 。 它 们 院 子 次 外 层 为 充 满 电 子 的 d 轨 道 ， 最 外 层 s层 上有 1 2 个 电 子 。 电 子 层 结 构 为 1101 nsdn (第 一 副 族 )， 2101 nsdn (第

25、 二 副 族 )。ds区 元 素 族 数 对 应 s 轨 道 上 电 子 数 。f 区 元 素 ： 包 括 镧 系 元 素 和 婀 系 元 素 ， 最 后 一 个 电 子 填 充 在 f 轨 道 上 ， 价 电 子 排 布 为 220140 12 nsdnfn 第 六 节 元 素 性 质 的 周 期 性1、 原 子 半 径 ： 原 子 半 径 可 以 分 为 金 属 半 径 ， 共 价 半 径 和 Van der Waals 半 径 。 金 属 单 质 晶体 中 ， 两 个 最 近 邻 金 属 原 子 核 的 一 半 ， 称 为 金 属 原 子 的 金 属 半 径 。 同 种 元 素 的 两

26、个 原 子以 共 价 单 键 结 合 时 ， 其 核 间 距 的 一 半 称 为 该 原 子 的 共 价 单 键 半 径 。 在 分 子 晶 体 中 ， 分 子间 以 Van der Waals力 结 合 ， 两 个 原 子 核 间 距 离 的 一 半 就 是 Van der Waals 半 径 。 除 金属 为 金 属 半 径 (配 位 数 为 12)， 稀 有 气 体 为 Van der Waals 半 径 ， 其 余 皆 为 共 价 半 径 。2、 原 子 半 径 变 化 规 律 ： 同 一 周 期 ， 随 着 原 子 序 数 的 增 加 原 子 半 径 逐 渐 减 小 ， 但 长 周

27、期 中 部 （ d 区 ） 各 元 素 的原 子 半 径 随 电 荷 增 加 减 小 减 慢 。 第 一 ， 第 二 副 族 元 素 （ ds 区 ） 原 子 半 径 略 有 增 大 ， 此 后又 逐 渐 减 小 。同 一 周 期 中 原 子 半 径 的 大 小 受 两 个 因 素 制 约 ： 一 是 随 着 核 电 荷 数 增 加 ， 原 子 核 对 核 外层 电 子 的 吸 引 力 增 强 ， 使 原 子 半 径 逐 渐 减 小 ； 二 是 随 着 核 外 电 子 数 的 增 加 ， 电 子 间 斥 力增 强 ， 使 原 子 半 径 变 大 。 因 为 增 加 的 电 子 不 足 以 完

28、全 屏 蔽 所 增 加 的 核 电 荷 ， 所 以 从 左 到右 ， 有 效 核 电 荷 数 逐 渐 增 大 ， 原 子 半 径 减 小 。在 长 周 期 中 从 左 到 右 电 子 逐 一 填 入 dn 1 亚 层 ， 对 核 的 屏 蔽 作 用 较 大 ， 有 效 核 电 荷数 增 加 较 少 ， 核 对 外 层 电 子 的 吸 引 力 增 加 不 多 ， 因 此 原 子 半 径 减 少 缓 慢 。 而 到 了 长 周 期后 半 部 ， 即 第 一 ， 第 二 副 族 元 素 ， 由 于 10d 电 子 构 型 ， 屏 蔽 效 应 显 著 ， 所 以 原 子 半 径 又略 有 增 大 。镧

29、 系 ， 锕 系 元 素 中 ， 从 左 到 右 ， 原 子 半 径 也 是 逐 渐 减 小 ， 只 是 减 小 幅 度 更 小 。 这 是 由于 新 增 加 的 电 子 填 入 fn 2 亚 层 上 ， f 电 子 对 外 层 电 子 屏 蔽 效 应 更 大 ， 外 层 电 子 感 受到 的 有 效 核 电 荷 数 增 加 更 小 ， 因 此 原 子 半 径 减 小 缓 慢 。 镧 系 元 素 从 镧 到 镥 原 子 半 径 减 小更 缓 慢 的 事 实 称 为 镧 系 收 缩 。 镧 系 收 缩 的 结 果 使 镧 系 以 后 的 该 周 期 元 素 原 子 半 径 与 上 一周 期 对

30、应 元 素 的 原 子 半 径 非 常 接 近 。 导 致 Zr 和 Hf ； Nb 和 Ta， Mo和 W 等 在 性 质 上极 为 相 似 ， 分 离 困 难 。 同 一 主 族 中 ， 从 上 到 下 ， 外 层 电 子 构 型 相 同 ， 电 子 层 增 加 因 素 占 主 导 地 位 ， 所 以 原 子半 径 逐 渐 增 大 。 副 族 元 素 原 子 半 径 ， 从 第 四 周 期 过 渡 到 第 五 周 期 是 增 大 的 ， 但 第 五 周期 和 第 六 周 期 同 一 族 中 过 渡 元 素 的 原 子 半 径 比 较 接 近 。3、 电 离 能 ： 基 态 气 体 原 子

31、失 去 一 个 电 子 成 为 带 一 个 正 电 荷 的 气 态 离 子 所 需 要 的 能 量 称 为 第一 电 离 能 ， 用 1I 表 示 。 由 +1 价 气 态 正 离 子 失 去 电 子 成 为 +2 价 气 态 正 离 子 所 需 要 的 能 量叫 做 第 二 电 离 能 ， 用 2I 表 示 。 以 此 类 推 还 有 第 三 电 离 能 ， 第 四 电 离 能 等 等 。 随 着 原 子 逐步 失 去 电 子 所 形 成 离 子 正 电 荷 数 越 来 越 多 ， 失 去 电 子 变 得 越 来 越 困 难 。 因 此 同 一 元 素 原子 各 级 电 离 能 逐 渐 增

32、大 。4、 电 离 能 大 小 反 映 原 子 失 去 电 子 的 难 易 。 电 离 能 越 小 ， 原 子 失 去 电 子 越 容 易 ， 金 属 性 越 强 ；反 之 ， 电 离 能 越 大 ， 原 子 失 去 电 子 越 难 ， 金 属 性 越 强 。 电 离 能 的 大 小 主 要 取 决 于 有 效 核电 荷 ， 原 子 半 径 和 原 子 电 子 层 结 构 。同 一 周 期 中 ， 从 碱 金 属 到 卤 素 ， 原 子 有 效 电 荷 数 逐 个 增 加 ， 原 子 半 径 逐 个 减 小 ， 原 最外 层 上 电 子 数 逐 个 增 多 ， 电 离 能 逐 个 增 大 。

33、第 一 主 族 1I 最 小 ， 稀 有 气 体 1I 最 大 ， 处 于峰 顶 。 长 周 期 中 部 元 素 ， 即 过 渡 元 素 ， 由 于 电 子 加 到 次 外 层 ， 有 效 核 电 荷 增 加 不 多 ， 原子 半 径 减 小 缓 慢 ， 电 离 能 仅 略 有 增 加 。 。 N,P,As 和 Be， Mg等 的 电 离 能 较 大 ， 均 比 它 们后 面 元 素 的 电 力 能 大 是 因 为 它 们 的 原 子 结 构 分 别 是 半 满 和 全 满 状 态 ， 比 较 稳 定 ， 失 去 电子 相 对 较 难 ， 因 此 电 离 能 也 就 越 大 。同 一 族 从

34、上 到 下 ， 最 外 层 电 子 数 相 同 ， 有 效 核 电 荷 增 加 不 多 ， 原 子 半 径 增 大 成 为 主 要因 素 ， 致 使 核 对 外 层 电 子 引 力 依 次 减 弱 ， 电 子 逐 渐 易 于 失 去 ， 电 离 能 依 次 减 小 。5、 电 子 亲 和 能 ： 元 素 气 态 原 子 在 基 态 时 获 得 一 个 电 子 成 为 -1价 气 态 负 离 子 所 放 出 的 能 量 称为 电 子 亲 和 能 。 用 A表 示6、 电 子 亲 和 能 的 大 小 反 映 了 原 子 的 到 电 子 的 难 易 。 非 金 属 原 子 的 第 一 电 子 亲 和

35、 能 总 是 负值 ， 而 金 属 的 电 子 亲 和 能 一 般 为 较 小 负 值 或 正 值 。 稀 有 气 体 的 弟 子 亲 和 能 均 为 正 值 。 电子 亲 和 能 的 大 小 也 取 决 于 有 效 核 电 荷 ， 原 子 半 径 和 原 子 电 子 层 结 构 。7、 同 一 周 期 ， 从 左 到 右 ， 原 子 的 有 效 电 荷 增 大 ， 原 子 半 径 逐 渐 减 小 ， 同 时 由 于 最 外 层 电 子数 增 加 ， 趋 向 于 结 合 电 子 形 成 8电 子 稳 定 结 构 。 元 素 的 电 子 亲 和 能 负 值 在 增 大 。 卤 素 的电 子 亲

36、和 能 呈 现 最 大 负 值 。 碱 土 金 属 由 于 半 径 大 又 具 有 2ns 电 子 层 结 构 难 以 结 合 电 子 ，电 子 亲 和 能 为 正 值 ； 稀 有 气 体 元 素 具 有 8 电 子 稳 定 结 构 ， 更 难 以 结 合 电 子 ， 因 此 电 子 亲和 能 为 最 大 正 值 。同 一 主 族 ， 从 上 到 下 规 律 不 如 周 期 变 化 那 么 明 显 ， 大 部 分 呈 现 电 子 亲 和 能 负 值 变 小 的 趋势 ， 部 分 呈 相 反 趋 势 。 比 较 特 殊 的 是 N 原 子 的 电 子 亲 和 能 为 正 值 ， 是 P 区 元

37、素 除 稀 有 气体 的 唯 一 正 值 ， 只 是 由 于 具 有 半 满 的 p 亚 层 稳 定 电 子 层 结 构 ， 加 之 原 子 半 径 小 ， 电 子 间排 斥 力 大 得 电 子 困 难 。 另 外 ， 值 得 注 意 的 是 ， 电 子 亲 和 能 的 最 大 负 值 不 是 出 现 在 F 原 子 ，而 是 Cl 原 子 。 这 可 能 由 于 F 原 子 半 径 小 ， 进 入 的 电 子 会 受 到 原 有 电 子 较 强 的 排 斥 ， 用于 克 服 电 子 排 斥 所 消 耗 的 能 量 相 对 更 多 。8、 电 负 性 ： 元 素 原 子 在 化 合 物 中 吸

38、 引 电 子 的 能 力 。 电 负 性 不 是 一 个 孤 立 原 子 的 性 质 ， 而 是在 周 围 原 子 的 影 响 下 分 子 中 原 子 的 性 质 。 Puling 把 氢 的 电 负 性 指 定 为 2.2， 在 此 基 础 上 ，从 相 关 分 子 键 能 数 据 出 发 ， 与 氢 的 电 负 性 对 比 ， 得 到 其 他 元 素 电 负 性 数 值 。 因 此 ， 各 元素 电 负 性 数 值 是 相 对 数 值 。 Puling电 负 性 标 度 称 为 P 。 其 他 电 负 性 标 度 见 课 本 P256.9、 在 Puling 电 负 性 标 度 中 金 属

39、 元 素 电 负 性 一 般 在 2.0以 下 ， 非 金 属 元 素 一 般 在 2.0以 上 。同 一 周 期 从 左 到 右 ， 电 负 性 依 次 增 大 ， 元 素 金 属 性 增 强 ， 非 金 属 性 减 弱 ； 同 一 主 族 ， 从上 到 下 ， 电 负 性 依 次 变 小 ， 元 素 金 属 性 减 弱 ， 非 金 属 性 增 强 。 过 渡 元 素 电 负 性 递 变 不 明显 ， 它 们 都 是 金 属 ， 但 金 属 性 都 不 及 第 一 ， 第 二 主 族 元 素 。第二章分子结构第 一 节 Lewis 理 论1、 分 子 或 晶 体 中 相 邻 原 子 （ 或

40、离 子 ） 之 间 的 强 烈 吸 引 作 用 称 为 化 学 键 。2、 电 负 性 相 同 或 差 值 较 小 的 非 金 属 元 素 形 成 的 化 学 键 称 为 共 价 键 ， 两 个 原 子 之 间 必 须 共 用电 子 对 ， 即 电 子 配 对 才 能 形 成 化 学 键 ， 这 是 Lewis 理 论 的 核 心 ， 简 称 为 电 子 配 对 理 论 。3、 在 分 子 中 ， 每 个 原 子 均 应 具 有 稳 定 的 稀 有 气 体 原 子 的 8电 子 外 层 电 子 构 型 （ He除 外 ） ，习 惯 上 称 为 “ 八 隅 体 规 则 ” 。 并 不 是 所 有

41、 分 子 中 的 原 子 都 符 合 “ 八 隅 体 规 则 ” 。4、 通 常 用 短 线 表 示 共 用 电 子 对 并 将 成 键 的 元 素 符 号 连 接 起 来 ， 并 在 元 素 符 号 周 围 用 小 黑 点表 示 未 成 键 价 电 子 ， 这 种 描 述 分 子 结 构 的 式 子 称 为 Lewis结 构 式 。 如 果 原 子 间 共 用 两 对电 子 或 三 对 电 子 ， 可 分 别 用 两 条 短 线 “ ” 或 三 条 短 线 “ ” 表 示 。5、 Lewis结 构 式 并 不 代 表 分 子 形 状 ， 而 仅 仅 代 表 成 键 方 式 和 键 的 数 目

42、 。第 二 节 价 键 理 论1、 共 价 键 的 本 质 是 由 于 原 子 轨 道 重 叠 ， 原 子 核 间 电 子 的 概 率 密 度 增 大 ， 吸 引 原 子 核 而 成 键 。2、 价 键 理 论 基 本 要 点 ： 原 子 中 自 旋 方 式 相 反 的 未 成 对 电 子 相 互 接 近 时 ， 可 相 互 配 对 形 成 稳 定 的 化 学 键 。 一 个原 子 有 几 个 未 成 对 电 子 ， 便 可 与 几 个 自 旋 相 反 的 未 成 对 电 子 配 对 成 键 。 形 成 共 价 键 时 ， 成 键 电 子 的 原 子 轨 道 必 须 在 对 称 性 一 致 的

43、 前 提 下 发 生 重 叠 ， 原 子 轨 道重 叠 程 度 越 大 ， 两 核 间 电 子 的 概 率 密 度 就 越 大 ， 形 成 的 共 价 键 就 越 稳 定 。3、 共 价 键 的 特 点 : 共 价 键 具 有 饱 和 性 在 以 共 价 键 结 合 的 分 子 中 ， 每 个 原 子 成 键 的 总 数 或 与 其 以 共 价 键相 连 的 原 子 数 目 是 一 定 的 ， 这 就 是 共 价 键 的 饱 和 性 。 共 价 键 具 有 方 向 性 除 s轨 道 外 ， p,d,f轨 道 在 空 间 都 有 一 定 的 伸 展 方 向 ， 成 键 时 只 有沿 着 一 定

44、的 方 向 取 向 ， 才 能 满 足 最 大 重 叠 原 则 ， 这 就 是 共 价 键 的 方 向 性 。4、 共 价 键 的 键 型 ： 键 和 键 原 子 轨 道 沿 核 间 连 线 方 向 进 行 同 号 重 叠 而 形 成 的 共 价 键 称 为 键 ； 两 原子 轨 道 垂 直 核 间 连 线 并 相 互 平 行 而 进 行 同 号 重 叠 所 形 成 的 共 价 键 称 为 键 剩 余 几 个 p轨 道 形 成 几 个 p p 键 ,剩 余 几 个 p电 子 形 成 几 个 d p 键 。 双 键 中 一 个 共 价 键 是 键 ， 另 外 一 个 共 价 键 是 键 ； 叁

45、键 中 一 个 共 价 键 是 键 ， 另 外 两 个 都 是 键 ， 它 们 相 互之 间 成 90 ； 至 于 单 键 ， 成 键 时 通 常 轨 道 都 是 沿 核 间 连 线 方 向 达 到 最 大 重 叠 的 ， 所 以 都是 键 。 配 位 键 共 用 的 一 对 电 子 由 一 个 原 子 单 独 提 供 的 共 价 键 叫 做 配 位 键 。 配 位 键 用 箭 头“ ” 而 不 用 短 线 表 示 ， 以 示 区 别 。 箭 头 方 向 是 从 提 供 电 子 对 的 原 子 指 向 接 受 电 子 对 的原 子 。 配 位 键 的 形 成 条 件 ： 提 供 共 用 电 子

46、 对 的 原 子 有 孤 对 电 子 ； 接 受 电 子 对 的 原 子有 空 轨 道 。 第 三 节 杂 化 轨 道 理 论1、 杂 化 是 指 在 形 成 分 子 的 过 程 中 ， 若 干 不 同 类 型 能 量 相 近 的 原 子 轨 道 重 新 组 合 成 一 组 新 的原 子 轨 道 。 这 种 轨 道 重 新 组 合 的 过 程 称 为 杂 化 ， 所 形 成 的 新 轨 道 称 为 杂 化 轨 道 。2、 杂 化 轨 道 类 型 ： 只 有 s 轨 道 和 p轨 道 参 与 的 杂 化 称 为 sp型 杂 化 。 根 据 参 与 杂 化 的 p 轨 道 数 目 的 不 同 ，s

47、p 型 杂 化 又 分 为 三 种 杂 化 方 式 ： 3sp 杂 化 3sp 杂 化 是 由 1 个 s 轨 道 和 3 个 p 轨 道 组合 而 成 。 每 个 杂 化 轨 道 含 有 41 s轨 道 成 分 和 43 p 轨 道 成 分 ， 3sp 杂 化 轨 道 间 夹 角 为109.5 ， 空 间 构 型 为 四 面 体 。 2sp 杂 化 2sp 杂 化 是 由 1 个 s轨 道 和 2个 p轨 道 组 合而 成 。 每 个 杂 化 轨 道 含 有 31 s 轨 道 成 分 和 32 p 轨 道 成 分 ， 2sp 杂 化 轨 道 间 夹 角 为120 ， 空 间 构 型 为 平

48、面 三 角 形 。 sp杂 化 sp 杂 化 是 由 1 个 s 轨 道 和 1 个 p 轨 道 组合 而 成 。 每 个 杂 化 轨 道 含 有 21 s轨 道 成 分 和 21 p 轨 道 成 分 ， sp 杂 化 轨 道 间 夹 角 为180 ， 空 间 构 型 为 直 线 型 。 sp 型 杂 化 轨 道 间 的 夹 角 可 用 公 式 cos 1 计 算 ， 为足 化 轨 道 间 夹 角 ， 为 杂 化 轨 道 中 s轨 道 成 分 。 spd型 杂 化 s 轨 道 ， p轨 道 ， d 轨 道 共 同 参 与 的 杂 化 称 为 spd型 杂 化 。 这 里 只 介 绍 两种 常

49、见 类 型 : dsp3 杂 化 和 23dsp 杂 化 。 dsp3 杂 化 1个 s轨 道 ， 3 个 p 轨 道 和 1 个 d轨 道 组 合 成 5个 dsp3 杂 化 轨 道 ， 在 空 间 排 列 成 三 角 双 锥 构 型 ， 杂 化 轨 道 间 夹 角 为 90和 120 。 23dsp 杂 化 1 个 s 轨 道 ， 3 个 p 轨 道 和 2 个 d轨 道 组 合 成 6 个 23dsp 杂 化轨 道 ， 在 空 间 排 列 成 正 八 面 体 结 构 ， 杂 化 轨 道 间 夹 角 为 90 和 180 。 不 等 性 杂 化 ：上 述 sp 型 和 spd 型 杂 化 ， 杂 化 过 程 中 形 成 的 是 一 组 能 量 简 并 的 轨