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1、物质结构与性质,1-1原子结构与性质,重点掌握：,1、基态原子（离子）电子排布式（136号）价层电子（外围电子）排布式2、基态原子的电子排布图（轨道表示式）价层电子（外围电子）排布图（轨道表示式）3、泡利原理，洪特规则，特列（24号Cr，29号Cu）4、电离能（主要是第一电离能）5、电负性,一、能层与能级,能层 一二三四五六 七 符号KLM N O P Q最多电子数2 8 183250 72 能级1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 最多电子数2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 轨道数：s能级1个轨道p能级3个轨道d能级5个轨道f能级7个轨道
2、,1、原子核外电子排布原理,（1）能量最低原理：原子的核外电子排布遵循构造原理，使整个原子的能量处于最低状态（2）泡利原理：1个原子轨道里最多容纳2个电子，且自旋方向相反。（3）洪特规则：电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独点拨一个轨道，且自旋方向相同。（4）特例：有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有1个电子的偏差。因为能量相同的原子轨道在全充满（如p6和d10）、半充满（如p3和d5）和全空（如p0和d0）状态时，体系的能量较低，原子较稳定。如24号元素铬（Cr）和29号元素铜（Cu）。,2、基态原子核外电子排布的表示方法：,（1）原子结构示意图（或称原子构简图），会写1-2
3、0号元素的（2）电子式（3）电子排布式：必须会写136号元素的。如K：1s22s22p63s23p64s1（或Ar4s1 Ca：1s22s22p63s23p64s2（或Ar4s2Cr：1s22s22p63s23p63d54s1（或Ar3d54s1 Cu：1s22s22p63s23p63d104s1（或Ar3d104s1（4）电子排布图（轨道表示式）：每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子，如：,3、周期表中各元素可分为五个区，如图,二、基态、激发态、光谱,1、基态原子：处于最低能量的原子叫做基态原子。2、激发态原子：当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。3、
4、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。,三、电子云与原子轨道,1、电子云：一种能够表示电子在一定时间内在核外空间各处出现机会的模型，来描述电子在核外的运动。I、不存在，是个比喻II、小黑点不代表电子，也不代表出现的轨迹或痕迹III、黑点的密度表示电子在核外出现的机会大小，密度大，机会多，密度小，机会少IV、电子云不都是球形的。一种形象比喻，密度大的地方电子出现的概率大。2、原子轨道：s轨道球形的，p轨道纺锤形,四、原子半径：,同周期从左到右依次减小，同主族从上到下依次增大。（ClBe）如右图核外电子排布相同的离
5、子，原子序数越大，半径越小。同种元素，核外电子越多，半径越大。,五、电离能：,气态中性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。同周期从左（碱金属）到右（稀有气体）整体增大（但第IIA族和第VA族比相邻主族的大）如下图同族从上到下逐渐减小。,六、电负性：,1、化学键：原子之间产生的化学作用力。2、键合电子：原子中用于形成化学键的电子。3、电负性：不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。电负性越大，吸引力越大，即电负性越大，非金属性越大。一般以F：4.0，Li：1.0作相对标准。金属一般小于1.8，非金属一般大于1.8同周期，从左到右电负性逐渐增大；同主族，从上到下逐渐减小。,第二章
6、分子结构与性质,重点掌握：1、键、键2、等电子原理3、分子的立体结构，含孤对电子的VSEPR模型，路易斯结构式4、杂化轨道理论5、配合物理论6、极性分子和非极性分子7、分子间作用力和氢键8、相似相溶原理9、手性（了解）10、无机含氧酸分子的酸性,一、共价键：极性共价键(AB型)，非极性共价键（AA型）,1、键：共价单键，轴对称，电子云重叠程度较大，头碰头。例如：HH(ss 键)，HCl(sp 键)，ClCl(pp 键)2、键：镜像对称，肩并肩。键强度较大，键不如键牢固，易断。,3、规律：共价单键为键；共价双键，一个键，一个键；共价三键，一个键，二个键。例如：CH3CH37个键；CH2CH25个
7、键，一个键。CHCH 3个键，2个键；N2 一个键，2个键；CO22个键，2个键。,二、键参数：,1、键能：气态基态原子形成1mol共价键释放的最低能量。例如：CC347.7kJ/molCC615kJ/mol CC 812kJ/mol键能越大，越稳定，越不易被打断2、键长：形成共价键2个原子之间的核间距。例如：CC154pm CC133pm CC 120pm键长越知，键能越大，共价键越稳定。3、键角：2个共价键之间的夹角。CO2180H2O105NH3107CH410928,三、等电子原理：,原子总数相同，价电子总数（主族元素最外层电子数）相同的分子具有相似的化学特征，许多性质相近例如：CO和
8、N2CO2和N3、NO2,四、价层电子对互斥模型（VSEPR模型）：可预测分子的立体结构。中心原子价层电子对=成键对数+孤电子对数,直线型 2对 SP杂化,V型4对=2+2SP3杂化,平面三角型3对SP2杂化,三角锥型 4对=3+1SP3杂化,正四面体4对=4+0SP3杂化,化学式路易斯结构式含孤对电子的VSEPR模型分子的立体结构模型,五、杂化轨道理论简介,是一种价键理论，是鲍林为了解释分子的立体结构提出的。,一般规律：,成键原子数孤对电子对数4sp3杂化如：CH4 CCl4 H2ONH3 CH3CH3PCl3成键原子数孤对电子对数3sp2杂化如：CH2OSO2SO3BF3CH2CH2成键原
9、子数孤对电子对数2sp杂化如：CO2BeCl2CHCH HCN成键原子数孤对电子对数5 sp3d杂化如：PCl5成键原子数孤对电子对数6 sp3d2杂化如：SF6,六、配合物理论简介配位化合物：金属离子（或原子）与某些分子或离子（称为配体）以配位键结合而成的化合物。例如：Cu2+在水溶液中呈天蓝色，天蓝色物是水合铜离子：Cu(H2O)42+铜离子与水分子之间的化学键是由水分子提供孤对电子对给予铜离子，铜离子接受水分子的孤对电子形成的，这类“电子对给予接受键”被称为配位键。中心离子：Cu2+配体：H2O配位数：4再如：向CuSO4溶液中加氨水，先形成难溶物，继续加，溶解，得深蓝色透明溶液，加乙醇
10、，得蓝色晶体（Cu(NH3)4SO4H2O），深蓝色物：Cu(NH3)42+中心离子：Cu2+配体：NH3配位数：4Ag(NH3)2OH中心离子：Ag+配体：NH3 配位数：2Fe3+和SCN形成的配离子：Fe(SCN)n(n3)(n16),七、键的极性和分子的极性,1、键的极性：极性共价键（AB型）和非极性共价键（AA型）2、分子的极性：极性分子：正电中心和负电中心不重合。常见：HCl、H2O、NH3、HCN、CH3Cl、H2O2、SO2等。非极性分子：正电中心和负电中心重合。常见：H2、O2、Cl2、P4、C60等非金属单质，SO3、CO2、CH4、BF3、CCl4等。,八、范德华力及其对
11、物质性质的影响,分子之间存在着相互作用力，称为范德华力，不属于化学键，比化学键弱。相对分子质量越大，范德华力越大；分子的极性越大，范德华力也越大。分子间的作用力，主要影响物质（由分子构成的物质）的熔沸点，组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。例如：F2Cl2Br2I2 HeNeArKrXe CF4CCl4CBr4CI4 HClHBrHI H2SH2SeH2Te PH3AsH3SbH3,九、氢键及其对物质性质的影响,氢键是除范德华力外的另一种分子间作用力，它是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子（如水分子中的氢）与另一个分子中电负性很强的原子（如水分子中的氧
12、）之间的作用力。表示法：AHB A、B都是N、O、F。例如：氨水中存在的氢键可表示为：NHN NHO OHO OHN氢键的存在，大大加强了水分子之间的作用力，使水的熔、沸点较高。实验还证明，接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式H2O计算出来的相对分子质量大一些。用氢键能够解释这种异常性：接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而“缔合”，形成所谓“缔合分子”。,氢键普遍存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间。例如：不仅氟化氢分子之间以及氨分子之间存在氢键，而且它们跟水分子之间也存在氢键。氢键不仅存在于分子之间，有时
13、也存在于分子内。如图：分子内氢键 分子间氢键氢键属于于种较弱的作用力，其大小介于范德华力和化学键之间，不属于化学键水结冰，冰的密度比水小，与氢键有关。有氢键的物质，熔沸点反常高。例如：HClHBrHIHF；H2SH2SeH2TeH2O；PH3AsH3SbH3NH3,十、溶解性：相似相溶：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。例如：蔗糖和氨易溶于水，难溶于四氯化碳；萘和碘易溶于四氯化碳，难溶于水。如果存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。,十一、手性：,具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构
14、体。有手性异构体的分子叫做手性分子。一般有机物，如果有一个碳周围连接四个不同的原子或原子团，这种分子具有手性。,十二、无机含氧酸分子的酸性：,H2SO3 H2SO4 HNO2 HNO3 HClO HClO2 HClO3 HClO4对于含氧酸(HO)mROn，如果成酸元素R相同，羟基个数相同（m相同），n值越大，酸性越强。对于成酸元素R（中心原子）不同，羟基个数不同，规律类似：含氧酸的强度随着分子中连接在中心原子上的非羟基氧的个数增大而增大。即(HO)mROn中n值越大，酸性越强。,第三章 晶体结构与性质,重点掌握：1、晶胞，均摊法2、分子晶体3、原子晶体4、金属晶体5、离子晶体6、晶格能,一、
15、晶体与非晶体：1、晶体：结构特性：结构微粒周期性有序排列。性质特性：有自范性、固定熔点、对称性、各向异性。自范性：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。呈现自范性条件：晶体生长速率适当。2、非晶体：结构特性：结构微粒无序排列。性质特性：没有自范性、固定熔点、对称性、各向异性。3、晶胞：描述晶体结构的基本单元。晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。,4、晶胞中微粒数目的计算：,计算晶胞中微粒的常用方法是均摊法。均摊法是指每个晶胞平均拥有的粒子数目。如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于这个晶胞。例如：长方体（正方体）晶胞中不同位置的粒子数的计算：（1）处于顶点的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个
16、粒子有1/8属于该晶胞。（2）处于棱上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有1/4属于该晶胞。（3）处于面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有1/2属于该晶胞。（4）处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞。非长方体（正方体）晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点（1个碳原子）被三个六边形共有，每个六边形占1/3。,二、分子晶体：只含分子的晶体,1、特点：相邻分子靠分子间作用力相互吸收，低熔点、升华，硬度小。一般不导电，溶于水后有的导电。2、常见分子晶体：所有非金属氢化物，如H2O、H2S、NH3、HCl、CH4、烃等。部分非金属单质，如卤素（X2）、O2、硫
17、（S2、S4、S6、S8）、N2、白磷（P4）、C60等。部分非金属氧化物，如CO2、P4O6、P4O10、SO2等。几乎所有的酸。绝大多数有机物的晶体。3、结构特征：如果分子间作用力只是范德华力，若以一个分子为中心，其周围通常可以有12个紧邻的分子。例如：干冰（CO2晶体）,三、原子晶体：所有原子都以共价键相互结合，整块晶体是一个三维的共价键网状结构。,1、特性：高硬度、高熔点。2、常见原子晶体：金刚石、晶体硅(Si)、二氧化硅（SiO2）、晶体硼（B）、锗（Ge）、碳化硅（SiC、俗称金刚砂）、氮化硼（BN）、氮化硅（Si3N4）。金刚石键角为10928,每个最小环上有6个碳原子。每个碳原
18、子平均占有2个键。右侧晶胞中平均含有8个碳。,四、离子晶体：1、NaCl型：在晶体中，每个Na+同时吸引6个Cl，每个Cl同时吸引6个Na+，配位数为6。每个晶胞含4个Na+和4个Cl。如下图：,2、CsCl型：在晶体中，每个Cs+同时吸引8个Cl，每个Cl同时吸引8个Cs+，配位数为8。每个晶胞含1个Cs+和1个Cl。如下图：,3、CaF2型：Ca2+的配位数为8，F的配位数为4。每个晶胞平均含4个Ca2+，8个F。4、特点：离子间存在着较强的离子键，硬度大、较高的熔点和沸点。晶体不导电，水溶液或熔融态导电。5、常见的离子晶体：金属氧化物（K2O、Na2O2、Na2O等）、强碱、绝大多数盐。
19、6、晶格能：气态离子形成1mol离子晶体释放的能量。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，而且熔点越高，硬度越大。,五、金属晶体：,1、电子气理论：描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原维系在一起。如右图：,2、金属晶体的原子堆积模型：（1）简单立方堆积：,（2）钾型：（体心立方密堆积）：,（3）镁型：（六方密堆积）：,（4）铜型：（面心立方密堆积）：,1）简单立方堆积：,（2）钾型：（体心立方密堆积）：,（3）镁型：（六方密堆积）：,（4）铜型：（面心立方密堆积）：,六、晶体熔、沸点高低的比较：,1、不同类型晶体的熔、沸点一般规律：原子晶
20、体离子晶体分子晶体金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等沸点很高，如汞、镓铯等沸点很低。2、原子晶体：由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。如：熔点：金刚石碳化硅晶体硅3、离子晶体：一般，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgOMgCl2NaClCsCl,4、分子晶体：（1）分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔、沸点反应常的高。如：H2OH2TeH2SeH2S（2）组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。如：SnH4GeH4SiH4CH4（3）组成和结构不相似的物质（相对分子质量接近），分子的极性越大，其熔、沸点越高。如：CON2，CH3OHCH3CH3（4）同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。如：正戊烷异戊烷新戊烷5、金属晶体：金属离子半径越小，离子电荷越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如AlMgNa,
