结构化学要点资料
结构化学知识点汇总.doc
第一章：原子结构1. S能级有个原子轨道，P能级有个原子轨道，d能级有个原子轨道，同一能级的原子轨道能量，每个原子轨道最多可以排个自旋方向相反的电子。
当2P能级有2个未成对电子时，该原子可能是或者，当3d能级有2个未成对电子时，该原子可能是或者。
2. S轨道图形为，P轨道图形为沿三维坐标轴x y z 对称分布的纺锤形。
3. 主族元素的价电子就是电子，副族元素的价电子为与之和（Cu和Zn除外）。
4. 19∼36号元素符号是：它们的核外电子排布是：5. 元素周期表分，，，，五大区。
同周期元素原子半径从左到右逐渐，原子核对外层电子吸引力逐渐，电负性及第一电离能逐渐，（ⅡA，ⅤA 特殊）；同主族元素原子半径从上到下逐渐，电负性及第一电离能逐渐。
6. 依照洪特规则，由于ⅡA族，ⅤA族元素原子价电子处于稳定状态，故其第一电离能比相邻同周期元素原子，如：N>O>C ; Mg>Al>Na ,但是电负性无此特殊情况。
7. 电负性最强的元素是，其电负值为4.0 ，其次是，电负值为3.5第二章化学键与分子间作用力1.根据共价键重叠方式的不同，可以分为键和键，一个N2分子中有个σ键个П键，电子式为。
根据共价键中共用电子对的偏移大小，可将共价键分为键和键，同种非金属原子之间是，不同原子之间形成。
2.共价键的稳定性与否主要看三个参数中的，越大，分子越稳定。
其次是看键长，键长越短，分子越（键长与原子半径有正比例关系）。
键角与分子的空间构型有关，CO2,C2H2分子为直线型，键角是1800；CH4和CCl4为正四面体型，键角为；NH3分子构型为， H2O分子构型为，它们的键角均小于。
3.美国科学家鲍林提出的杂化轨道理论认为：CH4是杂化；苯和乙烯分子为杂化；乙炔分子为杂化。
其他有机物分子中，全单键碳原子为杂化，双键碳原子为杂化，三键碳原子为杂化。
4. 价电子对互斥理论认为ABn型分子计算价电子对公式为，其中H 卤素原子做配位原子时，价电子为个；O,S做配位原子时，不提供电子；如果带有电荷，做相应加减；出现点五，四舍五入。
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第一章：原子结构1. S能级有个原子轨道，P能级有个原子轨道，d能级有个原子轨道，同一能级的原子轨道能量，每个原子轨道最多可以排个自旋方向相反的电子。
当2P能级有2个未成对电子时，该原子可能是或者，当3d能级有2个未成对电子时，该原子可能是或者。
2. S轨道图形为，P轨道图形为沿三维坐标轴x y z 对称分布的纺锤形。
3. 主族元素的价电子就是电子，副族元素的价电子为与之和（Cu和Zn除外）。
4. 19∼36号元素符号是：它们的核外电子排布是：5. 元素周期表分，，，，五大区。
同周期元素原子半径从左到右逐渐，原子核对外层电子吸引力逐渐，电负性及第一电离能逐渐，（ⅡA，ⅤA 特殊）；同主族元素原子半径从上到下逐渐，电负性及第一电离能逐渐。
6. 依照洪特规则，由于ⅡA族，ⅤA族元素原子价电子处于稳定状态，故其第一电离能比相邻同周期元素原子，如：N>O>C ; Mg>Al>Na ,但是电负性无此特殊情况。
7. 电负性最强的元素是，其电负值为4.0 ，其次是，电负值为3.5第二章化学键与分子间作用力1.根据共价键重叠方式的不同，可以分为键和键，一个N2分子中有个σ键个П键，电子式为。
根据共价键中共用电子对的偏移大小，可将共价键分为键和键，同种非金属原子之间是，不同原子之间形成。
2.共价键的稳定性与否主要看三个参数中的，越大，分子越稳定。
其次是看键长，键长越短，分子越（键长与原子半径有正比例关系）。
键角与分子的空间构型有关，CO2,C2H2分子为直线型，键角是1800；CH4和CCl4为正四面体型，键角为；NH3分子构型为， H2O分子构型为，它们的键角均小于。
3.美国科学家鲍林提出的杂化轨道理论认为：CH4是杂化；苯和乙烯分子为杂化；乙炔分子为杂化。
其他有机物分子中，全单键碳原子为杂化，双键碳原子为杂化，三键碳原子为杂化。
4. 价电子对互斥理论认为ABn型分子计算价电子对公式为，其中H 卤素原子做配位原子时，价电子为个；O,S做配位原子时，不提供电子；如果带有电荷，做相应加减；出现点五，四舍五入。
结构化学要点
(4)复函数解与实函数解的区别的用途
(5)波函数有关图形及说明问题
(6)简并态、简并度的概念，类氢离子体系能级的计算
(7)M、Mz、μ、μz的计算
(8)屏蔽效应、钻穿效应及对某些问题的解释
(9)多电子原子的薛定谔方程（如何写）
(10)中心力场模型的基本内容及思路
(11)不同组次的σ，多电子体系的E，如何理解E=f(n,l)
(12)多电子体系核外电子排布规律及电子组态
(13)原子量子数的确定方法及意义
(14)光谱选律原子光谱项的符号、意义确定方法以及能级判断（非等价电子）
第三章分子轨道理论要求
(1)变分法基本思想:通过选取合适的尝试变分函数（φ i）来获得薛定谔方程近似解
(2)线性变分法处理问题的思想和步骤:通过选取已知函数的线性组合作为尝试变分函数，获取薛定谔方程近似解
合格条件：(1)单值在空间任一点，波函数只有一个值，否则几率、几率密度在空间某点就不唯一；(2)连续波函数及一级微商在全部空间为连续函数，否则薛定谔方程中的二级微商是无意义的；(3)平方可积（有限）|ψ|2dτ表示在dτ中的几率，不同dτ有不同几率，要知道在全部空间的几率，则要在全部空间积分 在全空间的几率总和应为1，即
(3)久期方程、久期行列式及其求解；
(4)重叠积分、库仑积分、交换积分的表本要点及其解释说明；
(6)成键轨道、反键轨道的概念及其能级的对应关系；
(7)两种不同的能级顺序；
(8)MO的能级示意图，电子排布式；
(9)同核双原子分子与异核双原子分子分子轨道能级示意图和电子排布式的不同；
(4)Laplace算符和Harmiton算符的表达形式
(5)薛定谔方程的形式及各项含义
结构化学重点掌握内容
结构化学重点掌握内容结构化学是研究和描述物质的组成、结构、性质及其在化学反应中的变化的一门学科。
以下是结构化学的重点掌握内容：1.原子结构和元素周期表：了解原子的组成，包括质子、中子和电子，以及元素周期表的组织和特点。
元素周期表按照元素的原子序数排列，可以根据周期表的位置推测元素的性质。
2.化学键：掌握化学键的种类和特点，包括离子键、共价键和金属键。
理解键的形成和断裂对化学反应的影响。
3.分子结构：了解分子的组成和结构，包括原子之间的排列和连接方式。
掌握分子的三维结构对其性质和反应的影响。
4.功能基团：掌握常见的有机功能基团，如醇、酮、醛等，并理解它们在有机化合物中的作用和重要性。
了解它们的命名规则和结构特点。
5.分子间相互作用力：了解分子间相互作用力对物质性质的影响，包括范德华力、氢键和离子-离子相互作用力。
理解这些相互作用力在物质的溶解、熔点和沸点等方面的作用。
6.反应速率和反应机理：掌握反应速率和反应机理的基本概念和计算方法。
理解反应动力学和化学平衡的关系，以及影响反应速率的因素。
7.配位化学：了解配位化学的基本概念和配位化合物的结构特点。
掌握配位键的形成和配位化合物的命名规则。
8.离子化合物的结构和性质：了解离子化合物的晶体结构和性质，包括离子半径比和离子键的强度。
了解溶液中离子的行为和离子反应的特点。
9.有机化学基本反应：掌握有机化学的基本反应类型，如取代反应、加成反应和消除反应。
理解这些反应的机理和实际应用。
10.分析化学方法：了解常见的分析化学方法，如质谱法、红外光谱法和核磁共振法。
理解这些方法的原理和应用。
此外，重点掌握实验技能和实验室安全知识也是结构化学的重要内容。
掌握正确的实验操作和安全措施，可以确保实验的准确性和安全性。
实验技能的掌握还包括实验仪器的使用和数据处理的方法。
总之，结构化学是化学学科的重要分支，掌握以上内容可以帮助理解物质的组成和性质，以及化学反应的基本原理和机理。
结构化学知识点归纳
结构化学知识点归纳结构化学是研究分子及其化学性质的一门学科，旨在理解和预测化学反应、反应机理和分子结构与性质之间的关系。
下面是对结构化学常见的知识点进行的归纳。
1.分子结构与键-原子和分子的电子排布决定了它们的分子结构。
共价键形成时，原子通过共用电子对来相互结合，并形成分子的骨架。
-单、双、三键分别由1、2、3个电子对共享而成。
-极性键是由两个不同电负性的原子之间形成的键，其中一个原子更具电负性，吸引电子密度，形成部分正电荷；而另一个原子带有部分负电荷。
-非极性键是由两个电负性接近的原子相互作用形成的键。
2.分子构象-分子构象是分子在空间中可采取的不同形状和结构。
分子可以通过旋转化学键和自由旋转的化学键来改变其构象。
-分子内部的官能团之间的键角、键长和孤对电子的位置是决定分子构象的重要因素。
3.同分异构体-同分异构体是化学物质的两个或多个形式，它们有相同的分子式但具有不同的结构和化学性质。
-构造异构体是同分异构体的一种类型，它们在分子结构中的连接方式不同。
-空间异构体是同分异构体的另一种类型，它们的分子结构在空间中三维排列不同。
4.分子间力- Van der Waals力是分子间相互作用的一种类型。
它包括范德华力、氢键和离子-离子相互作用。
-范德华力是分子间由于电子的瞬时分布而产生的吸引力。
-氢键是分子间弱的相互作用力，它包括一个原子的氢原子与另一个原子上的具有独立电子对的原子之间的相互作用。
-离子-离子相互作用是由带正电荷的离子与带负电荷的离子之间的相互作用引起的。
5.分子轨道理论-分子轨道理论描述了分子中电子的行为。
它是通过将原子轨道线性组合来形成分子轨道。
-通过具有不同形状和能量的分子轨道，可以解释分子的化学性质，例如化学键的形成和分子的反应性。
-前线分子轨道是分子中电子占据的能量最低的、决定反应性的分子轨道。
以上是结构化学的一些常见知识点的归纳。
结构化学的学习可以更好地理解化学反应和物质的性质，进而应用于有机合成、药物研发和材料科学等领域。
结构化学知识点总结
结构化学知识点总结一、化学元素的基本概念化学元素是指由相同种类的原子组成的物质，是构成物质的基本单位。
目前已知的化学元素有118种，其中92种是自然存在的元素，其余的都是人工合成的。
每种化学元素都有其独特的原子序数和原子量。
二、原子结构原子是构成物质的基本单位，由电子、质子和中子组成。
电子带负电荷，质子带正电荷，中子是中性的。
原子的结构包括原子核和围绕原子核运动的电子。
原子核由质子和中子构成，质子的数量决定了原子的原子序数，中子的数量决定了原子的质量数。
三、周期表周期表是按照元素的原子序数排列的化学元素表。
元素周期表有7个周期和18个族，按照原子序数的增加顺序排列。
周期表中的元素按照其性质和化学反应的相似程度排列。
四、化学键化学键是原子之间的连接力，是构成分子和晶体的基本力。
化学键的种类有离子键、共价键和金属键。
在化学反应中，原子之间会发生化学键的形成和断裂。
五、分子和离子分子是由原子通过共价键连接而成的结构，是化学反应的基本单位。
离子是由原子通过离子键连接而成的结构，是带电荷的化学粒子。
六、溶液和溶解度溶解是指某种物质在另一种物质中完全散布开，在其中不再分辨出原来的微粒，这种现象叫做溶解。
当溶质在溶剂中的最大溶解度称为该溶质在该溶剂中的溶解度。
七、化学平衡化学平衡是指在一个化学反应中，反应物和产物的浓度或者压力在一定条件下保持不变的状态。
化学反应达到平衡后，反应速率也会保持不变。
八、化学反应化学反应是指一种或者多种物质转变成另一种或者另几种的过程，包括原子的重新排列，化学键的形成与断裂等。
化学反应的速率和方向由反应物的浓度、温度、催化剂等因素决定。
九、酸碱中和酸碱中和是指酸和碱在一定条件下相互反应，生成盐和水的化学反应。
酸碱中和反应需要满足酸碱反应的化学条件，包括氢离子和氢氧根离子的结合等。
十、氧化还原反应氧化还原反应是指发生氧化还原化学反应的化学变化，包括氧化和还原。
在氧化还原反应中，氧化剂会接受电子，还原剂会失去电子，从而发生电子转移的反应。
结构化学知识点汇总
结构化学知识点汇总关键信息项：1、原子结构原子轨道电子排布原子光谱2、分子结构化学键类型分子几何构型分子的极性3、晶体结构晶体类型晶格结构晶体的性质11 原子结构111 原子轨道原子轨道是描述原子中电子运动状态的数学函数。
主要包括s 轨道、p 轨道、d 轨道和 f 轨道。
s 轨道呈球形对称，p 轨道呈哑铃形，d 轨道和 f 轨道形状更为复杂。
112 电子排布遵循泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则。
电子按照一定的顺序填充在不同的原子轨道上，形成原子的电子构型。
113 原子光谱原子在不同能级间跃迁时吸收或发射的光子所形成的光谱。
包括发射光谱和吸收光谱，可用于分析原子的结构和成分。
12 分子结构121 化学键类型共价键：通过共用电子对形成，分为σ键和π键。
离子键：由正负离子之间的静电引力形成。
金属键：存在于金属晶体中，由自由电子和金属离子之间的相互作用形成。
氢键：一种特殊的分子间作用力，比一般的范德华力强。
122 分子几何构型通过价层电子对互斥理论（VSEPR）和杂化轨道理论来解释和预测。
常见的分子构型有直线型、平面三角形、四面体型、三角双锥型和八面体型等。
123 分子的极性取决于分子中正负电荷中心是否重合。
极性分子具有偶极矩，非极性分子则没有。
13 晶体结构131 晶体类型离子晶体：由离子键结合而成，具有较高的熔点和硬度。
原子晶体：通过共价键形成，硬度大、熔点高。
分子晶体：分子间以范德华力或氢键结合，熔点和硬度较低。
金属晶体：由金属键维系，具有良好的导电性和导热性。
132 晶格结构晶体中原子、离子或分子的排列方式。
常见的晶格有简单立方、体心立方、面心立方等。
133 晶体的性质各向异性：晶体在不同方向上的物理性质不同。
自范性：能够自发地呈现出多面体外形。
固定的熔点：在一定压力下，晶体具有固定的熔点。
21 量子力学基础211 薛定谔方程是描述微观粒子运动状态的基本方程，通过求解该方程可以得到粒子的能量和波函数。
结构化学知识点汇总
结构化学知识点汇总结构化学是一门研究原子、分子和晶体结构以及结构与性能之间关系的学科。
它是化学领域的重要基础，对于理解化学反应、物质的性质和材料科学等方面具有关键作用。
以下是对结构化学一些重要知识点的汇总。
一、原子结构原子由原子核和核外电子组成。
原子核包含质子和中子，质子数决定了原子的元素种类。
电子在原子核外的分布遵循一定的规律。
玻尔模型提出了电子在特定轨道上运动，但其存在局限性。
量子力学的发展给出了更精确的描述，电子的运动状态用波函数来表示。
电子具有四个量子数：主量子数（n）决定电子所在的能层；角量子数（l）决定电子亚层；磁量子数（m）决定电子在亚层中的轨道取向；自旋量子数（ms）表示电子的自旋方向。
原子轨道是电子在核外空间出现概率密度分布的形象化描述。
s 轨道呈球形，p 轨道呈哑铃形。
电子填充原子轨道遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则。
二、分子结构分子的化学键包括共价键、离子键和金属键。
共价键的形成是原子间通过共用电子对达到稳定结构。
价键理论认为共价键的形成是原子轨道重叠的结果。
杂化轨道理论解释了分子的空间构型，如 sp、sp2、sp3 杂化等。
价层电子对互斥理论可以预测分子的几何构型。
分子的极性取决于分子的正负电荷中心是否重合。
分子间作用力包括范德华力和氢键。
范德华力包括取向力、诱导力和色散力，它们对物质的物理性质有重要影响。
氢键的存在会使物质的熔点、沸点升高。
三、晶体结构晶体具有规则的几何外形和固定的熔点。
晶体分为离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。
离子晶体由阴阳离子通过离子键结合而成，具有较高的熔点和硬度。
原子晶体中原子通过共价键形成空间网状结构，如金刚石。
分子晶体中分子间通过范德华力或氢键结合，熔点和硬度较低。
金属晶体由金属阳离子和自由电子通过金属键结合，具有良好的导电性和导热性。
晶体的空间点阵结构用晶胞来描述，通过晶胞参数可以计算晶体的密度等性质。
四、化学键的性质键能是指断开化学键所需的能量，键能越大，化学键越稳定。
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第四章 双原子分子的结构
学习双原子分子的流程：
处理最简单的双原子 分子（氢分子离子）
难点
重点
分子轨道理论 （MO理论）
用MO理论处理 其它双原子分子
用பைடு நூலகம்O理论 处理氢分子
MO理论的数学基础：线性变分法
MO法处理问题的流程
对于单电子多原子分子系统，直接写出其 久期行列式
2
(电子云)
2
Rn,l (r)
Yl,m ( ,) 2
电子云的 径向分布
电子云的 角度分布
节面数：n-l-1
l
n-l-1
l
径向分布函数 D(r) Rn,l (r) 2 r2 节面数为 n-l-1
D(r)是电子在半径为r，单位厚度的球壳内出现的概率.
必须掌握：s, p, d原子轨道的角度部分图（包括正负号）
s, p, d原子轨道的角度部分图
注意标 正负号！
原子轨道2s的图形
Yns
0个节面
R2,0
1个节面
r
2s
节
面
数
（红“正”蓝“负”）
=1
3s的电子云图形
Yns2
R3,0 3s
R32,0
3s
0个节面
r
2个节面
r
单电子原子的量子数和力学量
1. 能量
*单电子原子的能量只与主量子数n有关。 *多电子原子的能量也与角量子数有关。
(σg1s )2(σu1s )2(σg2s )2(σu2s )2(σg2px )2(πu2py )2 (πu2pz )2 (πg2py )2 (πg2pz )2
2012年秋季 2012-11-16
第一章 量子力学基础
量子力学四条基本假设
1.波函数与概率密度 2.态叠加原理 3.薛定谔方程 4.力学量与算符
一维势阱、三维势箱
1.波函数 2.能量
重要概念：合格波函数；本征方程、本征值、 本征函数；节点；零点能；立方 势箱；简并度。
第二章 原子结构与性质
单电子原子的薛定谔方程及其解 原子轨道与电子云的图形表示 单电子原子的量子数和力学量 电子自旋与泡利原理 多电子原子的结构 原子光谱
单电子波函数（原子轨道）：
单电子的能量：
屏蔽系数的计算
多电子原子的电子组态
【例】26Fe 原子的电子组态(1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d64s2)
可简化为：
[Ar] 3d64s2
原子光谱
光谱项
2S+1L 光谱支项 2S+1LJ
光谱基项：能量最低的光谱支项（利用洪特第一、第二规则）
难点&重点1：同科电子的原子光谱项（方法：“奇一偶零” 例如，求基态碳原子的原子光谱项
单电子原子的薛定谔方程及其解
确定电子的位能形式
电子运动用描述
建立薛定谔方程
H=E
r, , Rr 直角坐标转为球极坐标
量子数n,l
量子数m 量子数l,m
变量分离
原子中单电子的运动状态称为原子轨道
原子轨道与电子云的图形表示
(原子轨道)
Rn,l (r)
原子轨道的 径向分布
Yl,m ( ,)
原子轨道的 角度分布
*成键轨道、非键轨道、反键轨道(用“*”表示,如*， * , *) * 有时还需要指明MO的对称性：
双原子分子的电子组态
一、O2、F2
或 (σ1s )2(σ1*s )2(σ2s )2(σ*2s )2(σ2px )2(π2py )2(π2pz )2(π*2py )2(π*2pz )2
F 分子电子组态： 2
空间波函数 反对称
自旋波函数
多电子原子的结构
Hˆ (1, 2,..., N ) E (1, 2,..., N )
有效原
单电子近似
中心力场法
子核
+z
+z
等效 +z*
i
i
i
求解过程应同于单电子原子的薛定谔方程求解，得到：
N
N
1 2... N i E E1 E2 ...EN Ei
i 1
i 1
m=0
m=-1 有外磁场存在时
电子自旋与泡利原理
（1）自旋角动量： Ls s(s 1)
s =1/2 — 自旋量子数
(2) 自旋角动量在z方向分量Lsz：
Lsz ms
ms = 1/2 —自旋磁量子数
（3）电子完全波函数要用四个量子数n, l , m , ms 表示：
n,l,m,ms n,l,m (r, , )ms ( )
2. 角动量大小 L l(l 1) l=0, 1, 2, …, n-1
角动量的大小有确定值，其值由量子数l决定
3. 轨道磁矩大小 l(l 1)B l=0, 1, 2, …, n-1
单电子原子的量子数和力学量
4. 轨道角动量在z方向上的分量：Lz m
m 0, 1, ..., l （2l+1个值）
H21 ES21, H22 ES22,..., H2n ES2n ......
0
Hn1 ESn1, Hn2 ESn2,..., Hnn ESnn
H 2+、 H 2 、 H 2 的MO和能量
久期方程组
2个能量值 E1
E2
2个MO
H
H
2
能
量 1s
1s
1
AO
MO
AO
从MO角度理解共价键的本质
•对于单电子多原子分子系统，对应的久期行列式为：
H11 E, H12 ES12 ,...,H1n ES1n
H21 ES21, H22 E,...,H2n ES2n ......
0
Hn1 ESn1, Hn2 ESn2 ,...,Hnn E
H11 ES11, H12 ES12,..., H1n ES1n
利用久期 行列式
解出n个能量值
代入到久期 方程组，得 到n组ci
解出n个分子轨道
一一对应
久期行列式
•对于单电子双原子分子系统，对应的久期行列式为：
Haa E Hab ESab 0 Hba ESba Hbb E
Haa ESaa Hab ESab 0 Hba ESba Hbb ESbb
AO线性组合（迭合）形成MO
电子填充
净成键作用
例如 H2
H
H
2
能
量 1s
1s
1
AO
MO
AO
须掌握键级的定义及计算
关于MO
1. AO迭合成MO（LCAO-MO)须满足三条基本原则：
（1）对称性（匹配）一致原则 （2）最大重叠原则 （3）能级相近原则
2. 分子轨道的类型和符号：
* （头碰头）、（肩并肩）、（面对面）
m决定了轨道角动量在z方向上的分量，m的不同取值代表轨道角度 量的不同取向。
5. 轨道磁矩在磁场方向上的分量：z -mB
m 0, 1, ..., l （2l+1个值）
m的不同取值代表轨道磁矩的不同取向（一般规定外加磁场方向 为z方向） 。
塞 曼
m=-1 m=0 m=1 l=1
效
应
无外磁场存在
m=1 施加磁场