原子结构和分子结构课案.ppt

第一节 原子结构 玻尔的氢原子模型 3. 薛定谔方程 — 电子波动方程 薛定谔方程的物理意义 一、电子云和概率密度 二、量子数和氢原子的波函数 （一）主量子数(n) （二） 角量子数 (l) 讨论： （三） 磁量子数（m） s,p,d,f 轨道 p 轨道 (l=1) 当 l = 1 ml = -1, 0, +1 d 轨道 当 n = 3, l 有哪些取值? l = 0, 1, 2 所以第3电子层有3个电子亚层 d轨道角度分布图 讨论： f 轨道 当 n = 4, l 的取值 ? l = 0, 1, 2 , 3 第4电子层有4个电子亚层. 量子数与原子轨道的关系 （四）自旋角动量量子数（s） 例题： 例题： （二）原子核外电子的排布规律 能量最低原理 多电子原子轨道能级图 泡利不相容原理 原子核外电子排布式 例题： 价电子层构型 例题： 第二节 分子结构 二、氢分子的形成和共价键的本质 三、现代价键理论要点 （二）共价键的饱和性和方向性 (2) 方向性 四、共价键的类型 N2 分子中的σ 键和π 键 五、共价键参数 键的极性 共价分子极性的判断 一、杂化轨道理论要点 1. 形成分子时，同一原子内能量相近的不同类型的 n 个价原子轨道混合重组，重新分配能量和确定空间方向，产生n个新的原子轨道——杂化轨道(hybrid orbital)，这一过程称为杂化(hybridization) 。 实 例 三种sp型杂化 第三节 氢 键 范德华力的作用 氢化物沸点变化规律 讨 论 二、氢键的特点和类型 举 例 氢键的特征 三、氢键的作用 2. 对溶解度的影响 BeCl2 从中心原子价层电子组态出发Be: 2s2 实例：应用杂化理论解释BeCl2 的构型 2s 2p 杂化 激发 sp 2p 2s 2p 中心原子Be采用sp杂化 Be—Cl键为sp —pσ键，极性共价键 键角：180° 分子构型：直线 sp2杂化 1个2s+2个2p→3个sp2 每个sp2具有(1/3)的2s成分和(2/3) 的2p成分 BF3 B: 2s2 2p1 杂化应用杂化理论解释BF3的构型 激发 杂化 2s 2p 2s 2p sp2 2p 中心原子B采用sp2杂化 B—F键为sp2 —pσ键，极性共价键 键角：120° 分子构型：平面三角形 BCl3 sp3杂化 1个2s+3个2p→4个sp3 每个sp3具有(1/4)的2s成分和(3/ 4) 的2p成分 sp3杂化：CH4 C H H H H 109.5o 甲烷 CH4 C: 2s2 2p2 2s 2p 激发 2p 2s 杂化 C NH3 N: 2s22p3 含孤对电子对的轨道参加杂化叫做不等性杂化 三角锥形， 键角107o 杂化 sp3 不等性杂化： NH3 2s 2p H2O O: 2s22p4 H2O分子，V字形，键角104.5o 杂化 sp3 2s 2p sp sp2 Sp3 （等性） sp3 （不等性） 参与杂化 原子轨道 １个ｓ＋１个ｐ １个ｓ＋２个ｐ １个ｓ＋３个ｐ １个ｓ＋３个ｐ 杂化轨道数 2个sp 3个sp2 4个sp3 (含1或2对孤对电子) 杂化轨道夹角θ 180° 120° 109.5° 90°＜θ＜109.5° 分子构型 直线 平面三角 正四面体 三角锥， V形 实例 BeCl2、C2H2 BF3、C2H4 CH4、CCl4 NH3，H2O 广义讲，分子间作用力是除共价键、离子键和金属键以外的分子间和基团间相互作用力的总称 范德华力(van der Waals force) 和氢键(hydrogen bond) 决定物质的熔点、沸点等物理性质的主要因素 F2 Cl2 Br2 I2 小 大 小 大 低 高 低 高 摩尔质量 范德华力 沸点 熔点 一、氢键的形成和本质 当H原子与电负性高、半径小的X原子以极性共价键结合后，由于X原子吸引电子能力大，使H原子显示较强正电荷场，在与另一个电负性较强且有孤对电子的Y原子接触时，又能产生静电吸引力，该吸引力称为氢键，用“…”表示。 X－H … Y X、Y 可以相同也可以不同，如F、O、N等原子。 HF分子间的氢键 F－H … F －H NH3和水分子间的氢键 6C 1s22s22p2 1s 2s 2p 5B 1s22s22p1 1s 2s 2p Error 错误 电子在能级相同的原子轨道（等价轨道或简并轨道）上分布时，总是尽可能以自旋平行的方式分占不同的轨道 洪特规则 例 7N 1s 2s 2p 写作 N: 1s2 2s2 2p3 电子排布式电子组态 原子轨道方框图 电子排