文档介绍：2017-6-8 1第三章原子结构和分子结构 2017-6-8 2内容提要 1. 原子结构 ?共价键理论?杂化与杂化轨道?分子间力?核外电子的运动状态:四个量子数(主量子数 n,角量子数 l,磁量子数 m,自旋量子数 m s) ?核外电子的排布规律?原子结构和元素性质 2017-6-8 3教学基本要求 1. 掌握原子核外电子的排布规律;分子间作用力和氢键的特点。 2. 熟悉σ键和π键的形成与特征;共价键的实质、价键理论及杂化轨道理论。 3. 了解原子核外电子运动状态的特征。 2017-6-8 4重点、难点?原子核外电子的排布规律;分子间作用力和氢键的特点。?核外电子运动状态的特征;原子核外电子的排布;杂化轨道理论及其示例; σ键和π键的形成与特征;分子间作用力和氢键的特点。 2017-6-8 5 第一节原子结构原子原子核( atom nucleis )——带正电电子(electron) ——带负电原子中电子的运动具有波粒二象性。电子质量特别轻, 运动速度非常快,因此, 微观粒子运动不存在既确定位置又确定速度的运动轨迹。一、核外电子的运动电子等微观粒子的运动不遵守经典物理学规律,必须用量子力学方法来描述。 2017-6-8 6 电子云(electron cloud) 图形 a 是基态氢原子ψ 2 的立体图, b 是剖面图。黑色深的地方概率密度大,浅的地方概率密度小。概率密度的几何图形俗称电子云。 ab 用单位体积内小黑点的数目多少来表示电子出现几率或概率(probability) 。小黑点越密集,表示电子在这区域出现的几率密度越大。描述电子在原子核外空间出现的几率分布,似核外笼罩着带有负电荷的“云”,因此形象地称为“电子云”(electron cloud) 。核外电子的运动 2017-6-8 7 1. 主量子数( principal quantum number ) ?符号 n,可以取任意正整数值,即 n = 1 ,2,3,…∞(符号) K L M N O ?决定电子离核的平均距离,或者说“原子轨道”的大小,也称电子层(shell) 。?是决定电子能量的主要因素。 n 越大, E越高。四个量子数核外电子的运动 2017-6-8 8 2电子亚层和电子云的形状电子在同一层中运动,电子云的形状也不相同, 能量也有差别,可将一个电子层分为一个或者几个亚层,常用角量子数表示?符号 l,它只能取小于 n 的正整数和零 l = 0 、1、2、3 …(n– 1) ,共可取 n个值 s p d f ··· (光谱学描述) ?它决定原子轨道的形状(n种),也称为电子亚层?能量高低:(n相同, 电子云形状越复杂, E越高) ns <np <nd < nf Ex. 4s<4p<4d<4f 核外电子的运动 2017-6-8 10 n值 l 取值轨道符号电子亚层符号轨道形状 1 0 s1ss为球形对称 2 0、1 s、p2s、2pp为哑铃形 3 0、1、2 s、p、d3s、3p、3dd为花瓣形 4 0、1、2、3 s、p、d、f4s、4p、4d、4f f 形状复杂 n 0、1、2、3、 4……(n -1) ……………… l与n的取值关系及轨道符号、轨道形状核外电子的运动