1、高中化學選修三-物質結構與性質-全套課件(1)一、開天辟地一、開天辟地原子的誕生原子的誕生 1 1、原子的誕生、原子的誕生 宇宙大爆炸宇宙大爆炸2小時：大量氫原子、少量氦原子小時：大量氫原子、少量氦原子 極少量鋰原子極少量鋰原子 140億年后的今天：億年后的今天： 氫原子占氫原子占88.6% 氦原子為氫原子數氦原子為氫原子數1/8 其他原子總數不到其他原子總數不到1%99.7%2 2、地球中的元素、地球中的元素 絕大多數為金屬元素絕大多數為金屬元素 包括稀有氣體在內的非金屬僅包括稀有氣體在內的非金屬僅22種種 地殼中含量在前五位：地殼中含量在前五位：O、Si、Al、Fe、Ca 3 3、原子的認

2、識過程、原子的認識過程 古希臘哲學家留基伯和德謨克立特古希臘哲學家留基伯和德謨克立特 思辨精神思辨精神 原子：源自古希臘語原子：源自古希臘語Atom，不可再分的微粒，不可再分的微粒 1803年年 道爾頓（英）道爾頓（英）原子是微小的不可分割的實心球體原子是微小的不可分割的實心球體1897年，英國科學家湯姆生年，英國科學家湯姆生 棗糕模型棗糕模型 1911年，英國物理學家盧瑟福年，英國物理學家盧瑟福電子繞核旋轉的原子結構模型電子繞核旋轉的原子結構模型 1913年，丹麥科學家玻爾年，丹麥科學家玻爾行星軌道的原子結構模型行星軌道的原子結構模型 1926年，奧地利物理學家年，奧地利物理學家薛定諤薛定諤

3、等等以以量子力學量子力學為基礎提出為基礎提出電子云模型電子云模型 原子原子原子核原子核核外電子核外電子質子質子中子中子（正電）（正電）不顯不顯電性電性 （負電）（負電）（正電）（正電）（不帶電）（不帶電）分層排布分層排布與物質化學性質密切相關與物質化學性質密切相關 學學 與與 問問核外電子是怎樣排布的？核外電子是怎樣排布的？二、能層與能級二、能層與能級1 1、能層、能層 電子層電子層 能層名稱能層名稱 能層符號能層符號 一一 二二 三三 四四 五五 六六 七七 K L M N O P Q 從從K至至Q ，能層離核越遠，能層能量越大，能層離核越遠，能層能量越大每層最多每層最多容納電子的數量：容納

4、電子的數量：2n2 2 2、能級、能級 同一個能層中電子的能量相同的電子亞層同一個能層中電子的能量相同的電子亞層 能級名稱：能級名稱：s、p、d、f、g、h 能級符號：能級符號：ns、np、nd、nf n代表能層代表能層 能層能層: 一一 二二 三三 四四 K L M N 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 能級：能級： 最多最多容納電子的數量容納電子的數量 s:2 p:6 d:10 f:143 3、注意問題、注意問題 能層與能級的關系能層與能級的關系 每一能層的能級從每一能層的能級從s開始，開始，s,p,d,f 能層中能級的數量不超過能層的序數能層中能級的數量不超過能

5、層的序數 能量關系能量關系 EKEL EM EN EnsEnp End Enf EnsE(n+1) s E(n+2) s E(n+3) s EnpE(n+1)p E(n+2)p E(n+3)p 任一能層的能級數等于該能層的序數，依次用ns、np、nd、nf等表示不同能層中，能級的能量高低是 1s2s3s4s.2p3p4p不同能層中，符號相同的能級中容納的最多電子數相同以s、p、d、f排序的各能級可容納的的最多電子數 依次為2、6、10、141、3、5、7的二倍。在同一能層中，能級的能量高低是 nsnpndnf能級分裂K L M N O+能級能級1s2s 2p3s 3p 3d4s 4p 4d 4

6、f能級（電子亞層） 在多電子原子中，同一能層的電子，能量可以不同，可以把它們分成能級。最多容納電子數22 62 6 102 6 1014能層能層KLMN能級能級 能級能級電子電子數數能層能層電子電子數數1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 2 2 2 2 6 6 6 10 10 14 2 2n2 8 18 32 2n2 2n2 2n2 三、構造原理與電子排布式三、構造原理與電子排布式 1 1、構造原理、構造原理 多電子多電子基態原子基態原子的的電子電子按按能級交錯能級交錯的形式的形式排布排布 電子排布順序電子排布順序 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s

7、4d 5p 6s 4f 5d 6p2 2、電子排布式、電子排布式 例：寫出例：寫出Zn的電子排布式的電子排布式 Zn為為30號元素，電子共號元素，電子共30個個 依據構造原理依據構造原理 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 書寫時：書寫時：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 寫出寫出K Ca Ti Co Ga Kr Br的電子排布式的電子排布式 電子排布式電子排布式 Zn：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 Ar簡化簡化 Zn：Ar 3d10 4s2 簡化簡化電子排布式電子排布式 寫出寫出K Ca Ti Co Ga Kr Br的

8、簡化電子排布式的簡化電子排布式 價層電子：主族、價層電子：主族、0族元素最外層族元素最外層 副族、副族、族最外層和次外層族最外層和次外層電子排布式電子排布式表示該能級填充的電子數目能級 雖先排4s后排3d ，但電子排布式中先寫3d，后寫4s。26Fe（鐵）電子排布式中最后2個能級應寫為3d64s2，而不能寫成4s23d6。在書寫電子排布式時，能層低的能級要寫在左邊， 不能按填充順序寫。失電子的順序： 從外層到內層逐漸失去能層Fe：1s22s22p63s23p63d64s2Fe2+ ：1s22s22p63s23p63d6Fe3+ ：1s22s22p63s23p63d5原子序數元素名稱元素符號電子

9、排布 K L M N1氫H2氦He3鋰Li4鈹Be5硼B6碳C7氮N8氧O9氟F10氖Ne1s11s2 2s11s21s2 2s21s2 2s22p11s2 2s22p21s2 2s22p31s2 2s22p41s2 2s22p51s2 2s22p6原子序數元素名稱元素符號電子排布 K L M N11鈉Na12鎂Mg13鋁Al14硅Si15磷P16硫S17氯Cl18氬Ar1s2 2s22p6 3s11s2 2s22p6 3s21s2 2s22p6 3s23p11s2 2s22p6 3s23p21s2 2s22p6 3s23p31s2 2s22p6 3s23p41s2 2s22p6 3s23p5

10、1s2 2s22p6 3s23p6原子序數元素名稱元素符號電子排布 K L M N19鉀K20鈣Ca21鈧Sc22鈦Ti23釩V24鉻Cr25錳Mn26鐵Fe27鈷Co28鎳Ni1s2 2s22p6 3s23p6 4s11s2 2s22p6 3s23p6 4s21s2 2s22p6 3s23p63d1 4s21s2 2s22p6 3s23p63d2 4s21s2 2s22p6 3s23p63d3 4s21s2 2s22p6 3s23p63d5 4s11s2 2s22p6 3s23p63d5 4s21s2 2s22p6 3s23p63d6 4s21s2 2s22p6 3s23p63d7 4s21

11、s2 2s22p6 3s23p63d8 4s2原子序數元素名稱元素符號電子排布 K L M N29銅Cu30鋅Zn31鎵Ga32鍺Ge33砷As34硒Se35溴Br36氪Kr1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p11s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p21s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p31s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p41s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p51s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p61s2 2s22p6 3s23p63d10 4s11s2 2s22p6 3s23p63d1

12、0 4s2【思考】是否所有元素的基態原子的電子排布都遵循構造 原理？鉻、銅、銀、金等【練習】請寫出K+、S2-、 Cu2+ 離子的電子排布式？K+ ：1s22s22p63s23p6S2- ：1s22s22p63s23p6Cu2+ ：1s22s22p63s23p63d9特殊規則特殊規則 例：寫出例：寫出Cr和和Cu的電子排布式的電子排布式 全滿規則全滿規則 半滿規則半滿規則 四、電子云與原子軌道四、電子云與原子軌道 1 1、電子云、電子云 以以量子力學量子力學為基礎為基礎 處于一定空間運動狀態的電子在原子核外空處于一定空間運動狀態的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述間的概率密度分布的形

13、象化描述小黑點：概率密度小黑點：概率密度 單位體積內出現的概率單位體積內出現的概率 小黑點越密概率密度越大小黑點越密概率密度越大 電子云電子云 小黑點不是電子！小黑點不是電子！電子云輪廓圖電子云輪廓圖 電子出現的概率約為電子出現的概率約為90%的空間的空間 即精簡版電子云即精簡版電子云 電子云輪廓圖特點電子云輪廓圖特點 a.形狀形狀 nd能級的電子云輪廓圖：多紡錘形能級的電子云輪廓圖：多紡錘形 ns能級的電子云輪廓圖：球形能級的電子云輪廓圖：球形 np能級的電子云輪廓圖：雙紡錘形能級的電子云輪廓圖：雙紡錘形 b.電子云擴展程度電子云擴展程度 同類電子云能層序數同類電子云能層序數n越大，電子能量

14、越越大，電子能量越 大，活動范圍越大電子云越向外擴張大，活動范圍越大電子云越向外擴張 2 2、原子軌道、原子軌道 電子在原子核外的一個空間運動狀態電子在原子核外的一個空間運動狀態 定義定義 原子軌道與能級原子軌道與能級 ns能級能級 ns軌道軌道np能級能級 npx軌道軌道 npy軌道軌道 npz軌道軌道 nd能級能級 ndz2軌道軌道 ndx2y2軌道軌道 ndxy軌道軌道 ndxz軌道軌道 ndyz軌道軌道 同一能級中的軌道能量相等，稱為簡并軌道同一能級中的軌道能量相等，稱為簡并軌道 簡簡并并軌軌道道原子軌道：50%90%繪制電子云的輪廓圖的方法：等密度面電子云輪廓圖：表示電子在核外空間經

15、常出現的區域。 常把電子出現的概率約為90%的空間圈出來，把這種電子云輪廓圖稱為原子軌道原子軌道的電子云輪廓圖原子軌道的電子云輪廓圖 s軌道的電子云輪廓圖軌道的電子云輪廓圖npx軌道電軌道電子云輪廓圖子云輪廓圖 npy軌道電軌道電子云輪廓圖子云輪廓圖 npz軌道電軌道電子云輪廓圖子云輪廓圖 s能級的原子軌道圖（球形）ns能級只有一個原子軌道，球形n越大，原子軌道半徑越大p能級的原子軌道圖（紡錘形）np能級有三個能量相等能量相等的原子軌道，px、py、pz，紡錘形，相互垂直。 n越大，原子軌道半徑越大2p3pnd軌道電子云輪廓圖軌道電子云輪廓圖 d能級的原子軌道圖 nd能級有5個能量相等的原子軌

16、道五、泡利原理和洪特規則五、泡利原理和洪特規則 核外電子的基本特征核外電子的基本特征能層能層 能級能級 軌道軌道 自旋自旋 公轉公轉 自轉自轉 大范圍大范圍 小范圍小范圍 1 1、泡利原理、泡利原理 每個軌道最多只能容納每個軌道最多只能容納2個電子個電子 且它們的自旋方向相反且它們的自旋方向相反 2 2、洪特規則、洪特規則 電子總是優先單獨地占據簡并軌道電子總是優先單獨地占據簡并軌道 且它們的自旋方向相同且它們的自旋方向相同 怎么填怎么填 填多少填多少 洪特規則 當電子排布在同一能級的不同軌道時，總是優先單獨占據一個軌道，而且自旋狀態相同?？偰芰孔畹湍芰孔畹驮淼奶乩普摚寒斳壍辣浑娮影氤錆M或

17、全充滿時最穩定?！舅伎肌繌暮樘匾巹t解釋Cr和Cu的核外電子排布？即p3、d5、f7半充滿和p6、d10、f14全充滿穩定3 3、電子排布圖、電子排布圖 例：寫出例：寫出O原子的電子排布圖原子的電子排布圖 O原子的電子排布式：原子的電子排布式： 1s2 2s2 2p41s2 2s2 2p4LiBeBC1s2s1s2s2p1s2s2p1s2sNO1s2s2p1s2s2pFNe1s2s2p1s2s2p【思考】請寫出第二周期元素原子的電子排布圖（即軌 道表示式）？【練習】某元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電 子。請寫出該元素原子的價層電子的軌道表示式 ？【練習】請寫出第四周期元素的電子排布的軌道

18、表示式O2s2pF2s2p【練習】某元素原子的L層上有3對成對電子。請寫出該 元素原子的價層電子的軌道表示式 ？C2s2p原子結構的表示方法原子結構的表示方法 原子結構示意圖原子結構示意圖 電子排布式電子排布式 O原子：原子：1s2 2s2 2p4電子排布圖電子排布圖 1s2 2s2 2p4O原子原子六、能量最低原理、基態與激發態、光譜六、能量最低原理、基態與激發態、光譜 1 1、能量最低原理、能量最低原理 能量最低原理：原子電子排布遵循構造原理能量最低原理：原子電子排布遵循構造原理 能使整個原子的能量處于最低能使整個原子的能量處于最低 基態原子：基態原子：遵循泡利原理、洪特規則、能量遵循泡利

19、原理、洪特規則、能量 最低原理的原子最低原理的原子 2 2、基態原子、基態原子 基態原子吸收能量后，電子發生躍遷變為激基態原子吸收能量后，電子發生躍遷變為激發態原子發態原子 基態激發態吸收能量釋放能量光（輻射）是電子釋放能量的重要形式之一吸收光譜發射光譜原子光譜 不同元素的原子發生躍遷時會吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素的電子的吸收光譜或發射光譜，總稱原子光譜。核外電子的躍遷節日燃放的焰火與金屬內層的電子躍遷有關激光的產生與電子受激躍遷有關3 3、光譜、光譜 吸收光譜吸收光譜 發射光譜發射光譜 光亮普帶上的孤立暗線光亮普帶上的孤立暗線電子吸收能量躍遷時產生電子吸收能量躍遷時產生暗背

20、景下的孤立亮線暗背景下的孤立亮線電子釋放能量躍遷時產生電子釋放能量躍遷時產生同種原子的兩種光譜是可以互補的同種原子的兩種光譜是可以互補的Li、He、Hg發射光譜Li、He、Hg吸收光譜【思考】下面是部分元素的發射光譜和吸收光譜：（2）為什么不同元素原子具有不同的特征光譜？不同原子的能級結構不同，發出的譜線的特征不同不同原子的能級結構不同，發出的譜線的特征不同（1）同一元素發射光譜和吸收光譜有什么差異？四、能量最低原理、基態與激發態、光譜四、能量最低原理、基態與激發態、光譜1、能量最低原理、能量最低原理 原子的電子排布遵循構造原理能使整個原子原子的電子排布遵循構造原理能使整個原子的能量處于最低狀

21、態，簡稱的能量處于最低狀態，簡稱能量最低原理能量最低原理。2、基態原子與激發態原子、基態原子與激發態原子 處于最低能量的原子叫做處于最低能量的原子叫做基態原子基態原子，當基態，當基態原子的電子吸收能量后，電子會躍遷到較高能原子的電子吸收能量后，電子會躍遷到較高能級，變成級，變成激發態原子激發態原子。3、基態、激發態相互轉化與能量的關系、基態、激發態相互轉化與能量的關系基態原子基態原子 激發態原子激發態原子 光（輻射）是電子釋放能量的重要形式之一；光（輻射）是電子釋放能量的重要形式之一；吸收能量吸收能量釋放能量釋放能量在日常生活中，我們看到的許多可見光，在日常生活中，我們看到的許多可見光，如如燈

22、光、霓虹燈光、激光、焰火燈光、霓虹燈光、激光、焰火等都與原子等都與原子核外電子發生躍遷釋放能量有關。核外電子發生躍遷釋放能量有關。課堂練習課堂練習1_ ,簡稱能量最低原理。簡稱能量最低原理。_叫做基態原子叫做基態原子 1 1、當基態原子的電子吸收能量后，電子會、當基態原子的電子吸收能量后，電子會_，變成激發態原子。電子從較，變成激發態原子。電子從較高能量的激發態躍遷到較低能量的激發態乃至高能量的激發態躍遷到較低能量的激發態乃至基態時，將基態時，將_能量。光（輻射）是電能量。光（輻射）是電子子_能量的重要形式之一能量的重要形式之一。原子的電子排布遵循構造原理能使整個原子的原子的電子排布遵循構造原

23、理能使整個原子的能量處于最低狀態能量處于最低狀態 處于最低能量的原子處于最低能量的原子躍遷到較高能級躍遷到較高能級 釋放釋放 釋放釋放 3 3、不同元素的原子發生躍遷時會吸收或釋放、不同元素的原子發生躍遷時會吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素的電子不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素的電子的的_光譜或光譜或_光譜，總稱光譜，總稱_光譜。許多元素是通過原子光譜發現光譜。許多元素是通過原子光譜發現的。在現代化學中，常利用原子光譜上的特征的。在現代化學中，常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，稱為譜線來鑒定元素，稱為_。 吸收吸收 發射發射 原子原子 光譜分析光譜分析元素：具有相同核電荷數的

24、一類原子的總稱元素：具有相同核電荷數的一類原子的總稱 核素：含有一定數目質子和中子的一種原子核素：含有一定數目質子和中子的一種原子 同位素：質子數相同中子數不同的同位素：質子數相同中子數不同的 同一種元素的不同原子同一種元素的不同原子 核電荷數核電荷數=核內質子數核內質子數=核外電子數核外電子數=原子序數原子序數 質量數質量數A= 質子數質子數Z+ 中子數中子數N 一、原子結構與元素周期表一、原子結構與元素周期表 1 1、周期、周期 元素周期表的橫行元素周期表的橫行 特點特點 同周期元素電子層數相同同周期元素電子層數相同 同周期元素從左至右原子依次序數遞增同周期元素從左至右原子依次序數遞增 周

25、期序數周期序數 起始原子序數起始原子序數 終止原子序數終止原子序數 元素種類元素種類短短周周期期一一122二二3108三三11188長長周周期期四四193618五五375418六六558632七七87118/11232/26鑭系：鑭系：5771 錒系：錒系：89103 第七周期也稱為不完全周期第七周期也稱為不完全周期 周期的組成周期的組成 2 2、族、族 元素周期表的縱行元素周期表的縱行 族族 主族：主族： A結尾結尾 ，AA 副族：副族： B結尾結尾 ， BB，B，B 族：族： 0族：族： 主族元素族序數原子最外層電子數主族元素族序數原子最外層電子數 特點特點： 副族、副族、族通稱過渡元素，

26、過渡金屬族通稱過渡元素，過渡金屬 一些族的別名一些族的別名 7 71 1 16 3 3、分區、分區 s區區p區區d區區ds區區f區區按最后填入電子所屬能級符號按最后填入電子所屬能級符號ds區除外區除外A、A 1、2 兩列兩列 BB、 3 7、8 10 八列八列 B、B 11、12兩列兩列 AA、O 13 17、18 六列六列 3、原子的電子構型和元素的分區TiZrHfRfVNbTaDbCrMoWSgMnTcReBhFeRuOsHsCoRhIrMtNiPdPtUunCuAgAuUuuZnCdHgUubGaInTl113HeBAlGeSnPb114CSiAsSbBi115NPSeTePo116OS

27、BrIAt117FClKrXeRn118NeArLiNaKRbCsFrCaSrBaRaBeMgScYLaAcHCeThPrPaNdUPmNpSmPuEuAmGdCmTbBkDyCfHoEsErFmTmMdYbNoLuLrLaAcsddspf分區依據：最后一個電子排入的能級不同（除ds區）s區元素：最外層構型是ns1和ns2。IA和 IIA族元素。除H外，其余為活潑金屬。d區元素：包含第IIIB族到VIII族元素，電子構型是(n-1)d19ns12最外層電子數皆為12個，均為金屬元素，性質相似。 ds區元素：包括IB族和IIB族元素，價電子構型是(n-1)d10ns12，均為金屬元素 。f區元素

28、：最后一個電子排入(n-2)f能級，包括鑭系和錒系元素，均為金屬?！舅伎肌繛槭裁磗區、d區、ds區和f區的元素都是金屬（氫元素除外）？p區元素：最外層電子構型從ns2np1ns2np6的元素。即IIIAVIIA族、零族元素。除H外，所有非金屬元素都在p區。二、元素周期律二、元素周期律 1 1、原子半徑、原子半徑 元素周期律：元素的性質隨著原子序數元素周期律：元素的性質隨著原子序數的遞增而呈周期性的變化的遞增而呈周期性的變化同周期同周期主族元素：從左至右原子半徑遞減主族元素：從左至右原子半徑遞減 同主族同主族元素：從上至下原子半徑遞增元素：從上至下原子半徑遞增 決定因素決定因素 層數層數 層數多

29、半徑大層數多半徑大電子間斥力大電子間斥力大核電核電荷數荷數 核電荷數大半徑小核電荷數大半徑小 正負電荷正負電荷間引力大間引力大 電子層結構相同的離子原子序數小的半徑大！電子層結構相同的離子原子序數小的半徑大！ 1、原子半徑同種元素的原子以共價鍵連接時核間距離的一半共價半徑：相鄰原子的平均核間距元素的性質隨核電荷數增加發生周期性的遞變【思考】原子半徑由哪些因素決定？ 電子層數 核電荷數 電子的能層越多，電子之間的負電排斥將使原子的半徑增大 核電荷數越大，核對電子的引力也就越大，將使原子的半徑縮小【思考】元素周期表中的同周期主族元素從左到右，原子半徑的變化趨勢如何？同主族元素從上到下，原子半徑的變

30、化趨勢又如何？應如何理解這種趨勢？HLiBeBCNOFHeNeArKrXeRnNaMgAlSiPSClKRbCsFrCaGaGeAsSeBrSrInSnSbTeIBaTlPbBiPoAtRa同一縱行元素的原子與相應離子的半徑變化。原子半徑 相應陽離子離子半徑電子排布相同的離子，離子半徑隨著核電荷數的遞增而減小?！舅伎肌吭嚤容^ O、F 、 Na 、 Mg 、 Al 的半徑大??？NaMgAlOF【思考】試比較O2- 、F- 、Na+ 、Mg2+ 、Al3+ 的半徑大小？O2-F- Na+ Mg2+ Al3+【思考】試比較Na+ 、 Mg2+ 、S2-、Cl-的半徑大小？S2-Cl- Na+Mg2+

31、 2 2、電離能、電離能 第一電離能第一電離能氣態電中性基態原子失去一個電子轉氣態電中性基態原子失去一個電子轉化為氣態基態正離子所需最低能量化為氣態基態正離子所需最低能量 同周期主族元素第一電離能從左至右逐漸升高同周期主族元素第一電離能從左至右逐漸升高 A、A反常！比下一主族的高反常！比下一主族的高逐級電離能逐級電離能 利用逐級電離能判斷化合價利用逐級電離能判斷化合價 電離能第一電離能（I1）：氣態電中性基態原子失去一個電子轉化為氣態基態正離子所需要的最低能量。第二電離能（I2）：從氣態基態一價正離子失去一個電子轉化為氣態基態二價正離子所需要的最低能量。第三電離能（I3）？電離能的大小反映了原

32、子失去電子的難易。決定電離能大小的因素：核電荷數原子半徑（1）概念：kJ/mol 第一電離能越小，越易失電子，金屬越活潑。3 3、電負性、電負性 原子的價電子原子的價電子鍵合電子：參與化學鍵形成鍵合電子：參與化學鍵形成孤對電子：未參與化學鍵形成孤對電子：未參與化學鍵形成不同元素的原子對鍵合電子吸引能力不同元素的原子對鍵合電子吸引能力電負性越大，對鍵合電子吸引能力越大電負性越大，對鍵合電子吸引能力越大同周期主族元素從左至右電負性逐漸變大同周期主族元素從左至右電負性逐漸變大同主族元素從上至下電負性逐漸變小同主族元素從上至下電負性逐漸變小電負性電負性電負性應用電負性應用一般而言一般而言金屬金屬1.8

33、1.8左右的既有金屬性，又有非金屬性左右的既有金屬性，又有非金屬性 對角線規則：元素周期表中的某些主族元素對角線規則：元素周期表中的某些主族元素 其某些性質與右下角元素相似其某些性質與右下角元素相似 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】觀察主族元素的電負性數據（以F=4.0和Li=1.0

34、作為相對標準，稀有氣體未計），元素的電負性有何變化趨勢？Na Mg Al Si P S Cl主族電負性的周期性變化Li Na K Rb Cs F Cl Br I At 同一周期，從左到右電負性遞增。同一主族，從上到下，電負性遞減。（2）電負性的變化規律4 4、金屬性與非金屬性、金屬性與非金屬性 金屬性：金屬單質的還原性金屬性：金屬單質的還原性 非金屬性：非金屬單質的氧化性非金屬性：非金屬單質的氧化性同周期的主族元素從左至右同周期的主族元素從左至右 同主族元素從上至下同主族元素從上至下 金屬性減弱，非金屬性增強金屬性減弱，非金屬性增強 金屬性增強，非金屬性減弱金屬性增強，非金屬性減弱 HLiNa

35、KRbCsBeMgCaSrBaBAlCSiNPOSFClBrIAtNeArKrXeRnHeFrRaGaInGeSnAsSbSeTeTlPbBiPo【思考】元素周期表中，同周期的主族元素、同主族元素的金屬性和非金屬性如何變化？3、金屬性和非金屬性原子半徑依次減小原子半徑依次減小原子半徑依次減小原子半徑依次減小原子半徑依次增大原子半徑依次增大原子半徑依次增大原子半徑依次增大非金屬性依次增強非金屬性依次增強金屬性依次增強金屬性依次增強最高價氧化物對應水化物最高價氧化物對應水化物最高價氫氧化物最高價氫氧化物 堿性強弱堿性強弱 最高價氫氧化物堿性越強，金屬性越強最高價氫氧化物堿性越強，金屬性越強 金屬性

36、強弱的判斷依據金屬性強弱的判斷依據 跟水（酸）反應置換出氫的難易程度跟水（酸）反應置換出氫的難易程度 越容易發生，金屬性越強越容易發生，金屬性越強 金屬活動性順序金屬活動性順序 普通原電池正負極普通原電池正負極 單質與鹽溶液的置換反應單質與鹽溶液的置換反應 氣態氫化物的穩定性氣態氫化物的穩定性 越穩定，非金屬性越強越穩定，非金屬性越強 非金屬性強弱的判斷依據非金屬性強弱的判斷依據 最高價氧化物對應水化物最高價氧化物對應水化物最高價含氧酸最高價含氧酸酸性強弱酸性強弱 酸性越強，非金屬性越強酸性越強，非金屬性越強 跟氫氣化合生成氣態氫化物的難易程度跟氫氣化合生成氣態氫化物的難易程度 越易反應，非金

37、屬性越強越易反應，非金屬性越強 5 5、化合價、化合價 同周期的主族元素從左至右同周期的主族元素從左至右 化合價由化合價由17， 4 0遞增遞增 主族元素族序數最高正價價電子數主族元素族序數最高正價價電子數非金屬最低負化合價主族元素族序數非金屬最低負化合價主族元素族序數8 F、O Li Be BMg Al Si【科學探究科學探究】對角線規則對角線規則 某些主族元素與右下方的主族元素的某些性質是相似的，稱為對角線規則。一、共價鍵一、共價鍵 1 1、化學鍵及其分類、化學鍵及其分類 相鄰原子或離子之間強烈的相互作用相鄰原子或離子之間強烈的相互作用按成鍵方式分為：按成鍵方式分為： 金屬鍵金屬鍵 共價鍵

38、共價鍵 離子鍵離子鍵 金屬晶體金屬晶體 分子晶體分子晶體 離子晶體離子晶體 共用電子對共用電子對（兩單個電子形成一對電子）（兩單個電子形成一對電子） 2 2、共價鍵、共價鍵 共價鍵：分子內原子間通過共用共價鍵：分子內原子間通過共用電子對形成的相互作用電子對形成的相互作用 作用作用本質：本質： 分子內原子之間分子內原子之間 發生：發生： 于絕大多數物質中于絕大多數物質中酸、堿、鹽、非金屬氧化物酸、堿、鹽、非金屬氧化物氫化物、有機物、非金屬單質氫化物、有機物、非金屬單質 存在：存在： 3 3、共價鍵分類、共價鍵分類 按共用電子對的偏移按共用電子對的偏移 極性共價鍵極性共價鍵 非極性共非極性共價鍵價

39、鍵 不同原子不同原子 成鍵成鍵同種原子同種原子 成鍵成鍵按成鍵方式按成鍵方式 鍵鍵鍵鍵按電子云按電子云重疊方式重疊方式4 4、鍵鍵兩個原子軌道兩個原子軌道沿鍵軸沿鍵軸方向方向以以“頭碰頭頭碰頭”的方式的方式重疊重疊 定義：定義：HHHHHHHClClH類型類型 特點特點 s-s 鍵鍵s-p 鍵鍵p-p 鍵鍵HHHHClH例：例：H2例：例：HCl例：例：Cl2可繞鍵軸旋轉可繞鍵軸旋轉重疊程度大，穩定性高重疊程度大，穩定性高頭碰頭頭碰頭 軸對稱軸對稱 5 5、鍵鍵兩個原子軌道以平行兩個原子軌道以平行即即“肩并肩肩并肩”方式重疊方式重疊 定義：定義：類型類型 特點特點 d-p 鍵鍵p-p 鍵鍵例：

40、金屬配合物例：金屬配合物 不能旋轉不能旋轉 重疊程度較小，穩定性較差重疊程度較小，穩定性較差 肩并肩肩并肩 鏡面對稱鏡面對稱 例：例：CH2=CH2 鍵型鍵型項目項目 鍵鍵 鍵鍵成鍵方向成鍵方向電子云形狀電子云形狀牢固程度牢固程度成鍵判斷規成鍵判斷規律律沿軸方向沿軸方向“頭碰頭頭碰頭”平行方向平行方向“肩并肩肩并肩” ” 軸對稱軸對稱鏡像對稱鏡像對稱強度大，不易斷強度大，不易斷強度較小，易斷強度較小，易斷單鍵是單鍵是鍵，雙鍵中一個鍵，雙鍵中一個 鍵，另鍵，另一個是一個是鍵，共價三鍵中一個是鍵，共價三鍵中一個是鍵，鍵，另兩個為另兩個為鍵。鍵。共價鍵特征共價鍵特征飽和性飽和性共價鍵類型共價鍵類型（

41、按電子云（按電子云重疊方式分）重疊方式分）鍵鍵鍵鍵s-ss-pp-p方向性方向性p-pd-p頭碰頭頭碰頭 軸對稱軸對稱 肩并肩肩并肩 鏡面對稱鏡面對稱 二、鍵參數二、鍵參數鍵能、鍵長與鍵角鍵能、鍵長與鍵角 1 1、鍵能、鍵能 失去電子失去電子吸引電子吸引電子 斷鍵斷鍵 成鍵成鍵 吸收能量吸收能量 釋放能量釋放能量 氣態基態氣態基態原子原子形成形成1mol 化學鍵化學鍵釋放的釋放的最低最低能量能量 定義：定義： 單位：單位： kJmol-1 釋放能量，取正值釋放能量，取正值 鍵能越大，鍵越牢固，分子越穩定鍵能越大，鍵越牢固，分子越穩定 意義：意義： 觀察表觀察表2-1 某些共價鍵的鍵能某些共價鍵

42、的鍵能 結論結論： 同種元素形成的共價鍵的鍵能：同種元素形成的共價鍵的鍵能： 單鍵單鍵雙鍵雙鍵 鍵鍵能鍵鍵能 2 2、鍵長、鍵長 形成共價鍵的兩個原子間的核間距形成共價鍵的兩個原子間的核間距 定義：定義： 共價半徑：共價半徑： 同種原子的共價鍵鍵長的一半同種原子的共價鍵鍵長的一半 稀有氣體為單原子分子，無共價半徑稀有氣體為單原子分子，無共價半徑 意義：意義： 鍵長越短鍵長越短，鍵能越大鍵能越大，分子越穩定分子越穩定 觀察表觀察表2-2 某些共價鍵的鍵能某些共價鍵的鍵能 結論結論： 同種元素間形成的共價鍵的鍵長：同種元素間形成的共價鍵的鍵長： 單鍵單鍵雙鍵雙鍵叁鍵叁鍵 3 3、鍵角、鍵角 定義：

43、定義： 兩個共價鍵之間的夾角兩個共價鍵之間的夾角 CH4 CCl4 10928 NH310718 H2O 105 CO2 180 常見鍵角：常見鍵角： 共價鍵的方向性共價鍵的方向性 鍵能鍵能 鍵長鍵長 鍵角鍵角 衡量共價鍵的穩定性衡量共價鍵的穩定性 描述分子的立體結構描述分子的立體結構三、等電子原理三、等電子原理 1 1、定義：、定義： 注意：有時將原子總數、價電子總數相同的注意：有時將原子總數、價電子總數相同的 離子也認為是等電子體離子也認為是等電子體 原子總數原子總數相同、相同、價電子價電子總數相同的總數相同的分子分子 2 2、特點：、特點： 具有相似的化學鍵特征具有相似的化學鍵特征許多性

44、質是相近的許多性質是相近的 3 3、常見等電子微粒：、常見等電子微粒： 10e、18e 一、形形色色的分子一、形形色色的分子 1 1、三原子分子的空間結構、三原子分子的空間結構 2 2、四原子分子的空間結構、四原子分子的空間結構 3 3、五原子分子的空間結構、五原子分子的空間結構 直線型直線型： V V型：型： CO2、HCNH2O、SO2平面三角平面三角型型： 三角錐三角錐型型： SO3、HCHONH3四面體：四面體： CCl4、 CH4其它其它等等 二、價層電子對互斥（二、價層電子對互斥（VSEPRVSEPR）理論）理論 （ Valence Shell Electron Pair Repu

45、lsion ） 共價分子中，中心原子周圍電子對排布的共價分子中，中心原子周圍電子對排布的幾何幾何構型構型主要主要取決于中心原子取決于中心原子的的價層電子價層電子對的數對的數目。目。價層電子對價層電子對各自占據的位置傾各自占據的位置傾向于彼此分向于彼此分離得盡可能離得盡可能的遠，此時電子對的遠，此時電子對之間的之間的斥力最小斥力最小，整個，整個分子最穩定分子最穩定。 1 1、理論要點、理論要點 價層電子對包括價層電子對包括成鍵的成鍵的電子對電子對和和孤電子對孤電子對不包括不包括成鍵的成鍵的電子對電子對 ！ 2 2、價層電子對數計算、價層電子對數計算 確定中心原子價層電子對數目確定中心原子價層電子

46、對數目 價電子數出現奇數時，單電子當作電子對看待價電子數出現奇數時，單電子當作電子對看待 價層電價層電子對數子對數 (中心原子價電子數結合原子數中心原子價電子數結合原子數)/2 配位原子數孤電子對數配位原子數孤電子對數 鍵電子對數孤電子對數鍵電子對數孤電子對數 O、S為結合原子時，按為結合原子時，按“0 ”計算計算 N為結合原子時，按為結合原子時，按“- 1 ”計算計算 離子計算價電子對數目時，陰離子加上所帶離子計算價電子對數目時，陰離子加上所帶電荷數，陽離子減去所帶電荷數電荷數，陽離子減去所帶電荷數 孤電子對數價層電子對數孤電子對數價層電子對數 結合原子數結合原子數化學式化學式 價層電價層電

47、子對數子對數 結合的原結合的原子數子數孤對電子孤對電子對數對數HCNSO2NH2BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+SO420 1 2 0 1 0 0 0 2 2 2 3 3 4 4 4 0 4 2 34 3 4 4 4 4 4 化學式化學式 價層電價層電子對數子對數 結合的原結合的原子數子數孤對電子孤對電子對數對數H2OSO3NH3CO2SF4SF6PCl5PCl3CH42 0 1 0 1 0 0 1 2 3 3 2 4 6 5 3 0 4 4 34 2 5 6 5 4 4 確定價層電子對構型確定價層電子對構型 價層電子價層電子對數目對數目23456價層電子價層電子對構型對構型直直線線

48、平面平面三角型三角型正四正四面體面體三角三角雙錐雙錐正八正八面體面體注意：孤對電子的存在會改變鍵合電子對注意：孤對電子的存在會改變鍵合電子對 的分布方向，從而改變化合物的鍵角的分布方向，從而改變化合物的鍵角電子間斥力大?。弘娮娱g斥力大?。?孤對間孤對與鍵合間鍵合間孤對間孤對與鍵合間鍵合間3 3、確定分子構型、確定分子構型 在價層電子對構型的基礎上，去掉孤電子對在價層電子對構型的基礎上，去掉孤電子對由真實原子形成的構型由真實原子形成的構型 電子對電子對數目數目電子對的電子對的空間構型空間構型成鍵電成鍵電子對數子對數孤電子孤電子對對 數數電子對的電子對的排列方式排列方式分子的分子的空間構型空間構型

49、實實 例例2直直 線線20直直 線線BeCl2CO23三角三角型型30三角三角型型BF3SO321V型型SnBr2PbCl2電子對電子對數目數目電子對的電子對的空間構型空間構型成鍵電成鍵電子對數子對數孤電子孤電子對對 數數電子對的電子對的排列方式排列方式分子的分子的空間構型空間構型實實 例例4四面體四面體40四面體四面體CH4CCl4NH4SO4231三角錐三角錐NH3PCl3SO32H3O+22V型型H2O電子對電子對數目數目電子對的電子對的空間構型空間構型成鍵電成鍵電子對數子對數孤電子孤電子對對 數數電子對的電子對的排列方式排列方式分子的分子的空間構型空間構型實實 例例5三角三角雙錐雙錐5

50、0三角雙錐三角雙錐PCl541變形變形四面體四面體SF432T型型BrF323直線直線型型XeF2微粒微粒結構式結構式VESPR模型模型分子或離子構型分子或離子構型HCNNH4H3O SO2BF3BFFFSOOOHHHNHHHHCNH1.下列物質中分子立體結構與水分子相似的是下列物質中分子立體結構與水分子相似的是 ACO2 BH2S CPCl3 DSiCl42.下列分子立體結構其中屬于直線型分子的是下列分子立體結構其中屬于直線型分子的是 AH2O BCO2 CC2H2 DP43.下列分子立體結構其中屬正八面體型分子的下列分子立體結構其中屬正八面體型分子的 AH3O + BCO32 CPCl5

51、DSF6 B BC D 本節重點：本節重點： 會利用會利用VSEPR理論得出理論得出孤電子對數孤電子對數價層電子對構型價層電子對構型分子構型分子構型 三、雜化軌道理論三、雜化軌道理論 1 1、理論要點、理論要點 同一原子中能量相近的同一原子中能量相近的不同不同種種原子軌道原子軌道 在成鍵過程中在成鍵過程中重新組合重新組合，形成一系列能量相等，形成一系列能量相等的新軌道的過程的新軌道的過程叫雜化叫雜化。形成的。形成的新軌道新軌道叫叫雜化雜化軌道軌道, ,用于形成用于形成鍵或容納孤對電子鍵或容納孤對電子 雜化軌道數目等于各參與雜化的原子軌道雜化軌道數目等于各參與雜化的原子軌道 數目之和數目之和 雜

52、化軌道成鍵能力強，有利于成鍵雜化軌道成鍵能力強，有利于成鍵 雜化雜化軌道成鍵軌道成鍵時，時，滿足滿足化學鍵化學鍵間間最小排斥最小排斥原理原理，不同不同的的雜化雜化方式，方式，鍵角鍵角大小大小不同不同 雜化軌道又雜化軌道又分為等性分為等性和和不等性雜化不等性雜化兩種兩種 2 2、雜化類型、雜化類型 sp3雜化雜化 基態基態 激發激發 2s2pC雜化雜化 激發態激發態 sp3C雜化2s2p以以C原子為例原子為例1個個s軌道和軌道和3個個p軌道雜化形成軌道雜化形成4個個sp3雜化軌道雜化軌道 構型構型 10928 正四面體型正四面體型 4個個sp3雜化軌可形成雜化軌可形成4個個鍵鍵價層電子對數為價層

53、電子對數為4的中心原子的中心原子采用采用sp3雜化方式雜化方式 sp2雜化雜化 基態基態 激發激發 2s2pC雜化雜化 激發態激發態 2s2p以以C原子為例原子為例1個個s軌道和軌道和2個個p軌道雜化形成軌道雜化形成3個個sp2雜化軌道雜化軌道 構型構型 120 正三角型正三角型 sp22pC雜化剩下剩下的一個未參與雜化的一個未參與雜化的的p軌道用于軌道用于形成形成鍵鍵 +-+-+-3個個sp2雜化軌道可形成雜化軌道可形成3個個鍵鍵 價層電子對數為價層電子對數為3的中心原子的中心原子采用采用sp2雜化方式雜化方式 sp雜化雜化 基態基態 激發激發 2s2pC雜化雜化 激發態激發態 2s2p以以

54、C原子為例原子為例1個個s軌道和軌道和1個個p軌道雜化形成軌道雜化形成2個個sp雜化軌道雜化軌道 構型構型 180 直線型直線型 sp2pC雜化剩下剩下的兩個未參與雜化的的兩個未參與雜化的p軌道軌道用于用于形成形成鍵鍵 +-2個個sp雜化軌道可形成雜化軌道可形成2個個鍵鍵 價層電子對數為價層電子對數為2的中心原子采的中心原子采用用sp雜化方式雜化方式 除除C原子外，原子外，N、O原子均有以上雜化原子均有以上雜化當發生當發生sp2雜化時，孤對電子優先參與雜化雜化時，孤對電子優先參與雜化單電子所在軌道優先不雜化，以利于形成單電子所在軌道優先不雜化，以利于形成鍵鍵 N、O原子雜化時，因為有孤對電子的

55、存在原子雜化時，因為有孤對電子的存在稱為不等性雜化稱為不等性雜化 其它雜化方式其它雜化方式 dsp2雜化、雜化、sp3d雜化、雜化、sp3d2雜化、雜化、d2sp3雜化、雜化、 sp3d2雜化雜化例如：例如：sp3d2雜化：雜化：SF6構型：四棱雙錐構型：四棱雙錐 正八面體正八面體 此類雜化一般是金屬作為中心原子此類雜化一般是金屬作為中心原子用于形成配位化合物用于形成配位化合物 雜化雜化類型類型spsp2sp3dsp2sp3dsp3d2d2sp3雜化雜化軌道軌道234456軌道軌道夾角夾角18012010928180/9090/120/180 90/180空間空間構型構型直線型直線型平面三角平

56、面三角型型正四面體正四面體平面正方形平面正方形三角雙錐三角雙錐正八面體正八面體示例示例BeCl2CO2BF3CH4 CCl4Cu(NH3)42PCl5SF6SiF62四、配合物理論簡介四、配合物理論簡介 1 1、配位鍵、配位鍵 定義：定義：共用電子對由共用電子對由一個原子單方向一個原子單方向 提供提供給另一個原子共用所形成給另一個原子共用所形成| 的的共價鍵共價鍵稱配位鍵。稱配位鍵。 表示方法表示方法 形成條件形成條件 AB HN HH H 一個原子有一個原子有孤對電子孤對電子，另一個原子有，另一個原子有空軌道空軌道。 2 2、配位化合物、配位化合物 配合物的形成配合物的形成 天藍色天藍色溶液

57、溶液藍色藍色沉淀沉淀深藍色深藍色溶液溶液Cu(OH)2H2OCu H2OH2OOH22+深藍色深藍色晶體晶體Cu(NH3) 4 SO4H2O加乙醇加乙醇并靜置并靜置 NH3Cu H3NH3NNH32+CuSO4溶液溶液 滴加氨水滴加氨水 繼續滴繼續滴加氨水加氨水 Cu(OH)2 + 4NH3 = Cu(NH3)42+ + 2OH藍色沉淀藍色沉淀深藍色溶液深藍色溶液Cu2+ 2NH3H2O = Cu(OH)2+ 2NH4+藍色溶液藍色溶液藍色沉淀藍色沉淀H2OCu H2OH2OOH22+ NH3Cu H3NH3NNH32+1Cu與與4O形成的結構形成的結構為平面正方形為平面正方形 1Cu與與4N

58、形成的結構形成的結構為平面正方形為平面正方形 配合物的組成配合物的組成 Ag(NH3)2 OH內界內界外界外界配離子配離子Ag(NH3)2+ Ag+中心離子中心離子 （有時可能（有時可能是中心原子）是中心原子） NH3配體配體 配位數：配位原子的個數配位數：配位原子的個數 其中其中N為配位原子為配位原子 常見配位原子：常見配位原子：N、O、F、Cl、C、S 常見配合物常見配合物 Fe3+ + 3SCN = Fe(SCN)3黃色黃色血紅色血紅色Fe3+ + nSCN = Fe(SCN)n 3-n (n=1-6)Fe3+的檢驗的檢驗 血紅色血紅色銀氨溶液的配制銀氨溶液的配制 AgOH+2NH3H2

59、O = Ag(NH3)2+ OH+2H2O Ag+ NH3H2O = AgOH+ NH4+ 白色沉淀白色沉淀 二氨合銀離子二氨合銀離子無色無色 冰晶石冰晶石 冰晶石冰晶石(六氟合鋁酸鈉六氟合鋁酸鈉)：Na3AlF6 一、鍵的極性和分子的極性一、鍵的極性和分子的極性 1 1、鍵的極性、鍵的極性 非極性非極性共價鍵（非極性鍵）共價鍵（非極性鍵） 按共用電子對的偏移按共用電子對的偏移 極性共價鍵極性共價鍵 非極性共價鍵非極性共價鍵 由同種原子形成化學鍵由同種原子形成化學鍵 原子帶相同電性，化合價相同原子帶相同電性，化合價相同 極性極性共價鍵（極性鍵）共價鍵（極性鍵） HClHCl+-由不同種原子形成

60、化學鍵由不同種原子形成化學鍵 電負性大（非金屬性強）的原子電負性大（非金屬性強）的原子帶負電，顯負價帶負電，顯負價 （1 1）離子鍵、共價鍵？）離子鍵、共價鍵？（2 2）極性鍵與非極性鍵）極性鍵與非極性鍵1 1、極性鍵與非極性鍵、極性鍵與非極性鍵復習回憶：復習回憶：非極性鍵非極性鍵:共用電子對無偏向（電荷分共用電子對無偏向（電荷分布均勻）布均勻）極性鍵極性鍵共用電子對有偏向（電荷分共用電子對有偏向（電荷分布不均勻）布不均勻）2 2、分子的極性、分子的極性 非極性非極性分子分子 正負電荷中心重合的分子正負電荷中心重合的分子 a.大部分單質分子大部分單質分子 O3除外！除外！ b.對稱性很好的分子