3.3.2分子可以分为原子
双原子分子的结构1
1 R
aa ab
1 Sab
因为aa ≈1/R,故只有依靠 ab 才能使E1<EH ，而 ab又
是φa 、 φb相互重叠而产生的，所以φa 、 φb相互
重叠是使H+与H之间有可能成键的基本原因。
对H2+中共价键较全面的分析--收缩效应及极化效应
基态
1
1
(era erb )
2（1 Sab )
成键分子轨道吸引态
解久期方程式可得：
E1,2
1 2
(a
b
)
(a b)2 4 2
即: E1 b h
在上两式中
E2 a h
h 1 2
(a b )2 4 2 (a b )
1). 对称性一致(匹配)原
则
原子轨道具有各种类型，因而也有着各种不同的空间对称性（指原子轨 道的角度部分）。由下两图可见：由于相互组合的原子轨道的空间对称
将上式分别对 c1，c2 求偏导得久期方程组：
c1(H aa ESaa ) c2(H ab ESab ) 0 c1(H ab ESab ) c2(H bb ESbb ) 0
由久期方程组的非零解要求,得到久期行列式(方程)：
H aa ESaa H ab ESab
H ab ESab H bb ESbb
变分原理 对于给定体系的哈密顿算符Ĥ，如果存在任意归一化的
品优波函数（即合格波函数）φ，则有
(式中为变分函数，
E0 为Ĥ 的最低本征值， 即体系基态能量)
此式表明，体系的哈密顿算符Ĥ关于φ的平均能量Ē必是体系基态能量E0 的上限，这就是变分原理。如果φ不是归一化的,则有
线性变分法 选择若干个已知函数进行线性组合，即
按照定核近似，H2+的核间距可作为常数，核间排斥能成为恒 值，这样电子在核势场中的哈密顿算符和薛定谔方程分别为
分子结构知识点
分子结构知识点分子结构是有机化学中非常重要的概念。
了解分子结构可以帮助我们理解有机化合物的性质和反应规律。
本文将介绍分子结构的基本知识点，包括键的类型、原子的排列方式以及立体化学等内容。
1. 键的类型1.1 单键单键是最常见也是最简单的键类型。
它由两个原子之间的一个共用电子对组成。
常见的单键包括碳-碳单键、碳-氢单键等。
1.2 双键双键由两个原子之间的两个共用电子对组成。
双键比单键更强，因此分子中存在双键时，分子的化学性质通常更为活泼。
常见的双键有碳-氧双键、碳-氮双键等。
1.3 三键三键由两个原子之间的三个共用电子对组成。
三键是最强的键类型，通常具有较高的键能。
常见的三键有碳-碳三键、碳-氮三键等。
2. 原子的排列方式2.1 直链状分子直链状分子是指分子中的原子按照直线排列的情况。
这种排列方式在碳骨架中非常常见。
例如，丙烷（CH3CH2CH3）就是一种直链状分子。
2.2 支链状分子支链状分子是指分子中的原子按照分支的方式排列的情况。
这种排列方式能够增加分子的空间构型，从而影响分子的立体化学性质。
例如，异丁烷（CH3CH(CH3)CH3）就是一种支链状分子。
2.3 环状分子环状分子是指分子中的原子形成环状结构的情况。
这种排列方式能够使分子呈现出特殊的立体构型。
例如，环己烷（C6H12）就是一种环状分子。
3. 立体化学3.1 手性手性是指分子镜像异构体不能通过旋转重叠的现象。
手性分子非常常见，它们在自然界和生物体系中广泛存在。
为了描述手性分子的构型，我们引入了手性中心、手性碳等概念。
3.2 手性中心手性中心是指一个原子上连接着四个不同的基团。
手性中心的存在是手性分子的必要条件。
例如，丙氨酸中的C原子上连接着一个羧基、一个氨基、一个甲基和一个氢原子，因此这个C原子就是一个手性中心。
3.3 立体异构体立体异构体是指在化学结构上相同但在空间结构上不同的分子。
它们具有不同的物理和化学性质。
立体异构体分为两大类：构象异构体和对映异构体。
3.3.2化学式的书写
例4、已知磷元素有两种氧化物，其中磷的化合价分别为+3 和+5,写出这两种磷的氧化物的化学式 P O P O 练习：写出下列物 【思路】 质的化学式 排 (1)先写元素符号(正前负后)
+3 -2
(2)标出各元素的化合价(正上) 标 (3)把化合价数值化为最简 叉 (4)把化简后的数字交叉写出
P O
三、物质的命名
（一）单质的命名
1.气态单质：元素名称加“气”字 如：O2（氧气）、He（氦气） 其它：直接读元素名称 如：Cu（铜）、P（磷）、I2(碘) （二）简单化合物的命名
⒈ 两种元素组成的化合物：从右往左读作“某化某” 如： KCl CaO FeCl2 FeCl3 P2O5 CO CO2 CS2 CCl4 NO N2O3 特殊：H2O NH3
2.含有原子团的化合物 ①含酸根：“某酸某” 如：CaCO3 Na2SO4 Ca(NO3)2 (NH4)2SO4 特殊：H2CO3 H2SO4 HNO3 H3PO4 ②含OH:“氢氧化某”如：NaOH Ca(OH)2 Mg(OH)2 Fe(OH)3
第3 章
物质构成的奥秘
物质的组成
第3节
第2课时 化学式的书写
（一） 化合价 1.化合价：元素一定数目的原子跟其他元素一定数目的原 子化合的性质叫做元素的化合价，化合价有正价和负价。
体现化合物中各元素原子个数比的数值，是元素的化学性质。
2.原子团：一种或多种元素的原子结合在一起形成带电的 离子，作为一个整体参加化学反应，这样的原子集合称为 原子团。（P82）
+3 -2
P O
+3 -2
P2 P2 O3
（求最小公倍数）
+5 -2 氧化铁 P O 氯化亚铁 +5 -2 氢氧化镁 P O 硫酸铜 +5 -2 碳酸钠 P2O5 硝酸钾 P2O5 氯化铵 硫酸铵
分子轨道理论和双原子分子结构
轨道低，反键轨道比原子轨
h
道能量高，成键轨道中能量
a
较低的原子轨道比重大，反
键轨道则相反。
原子轨道能量差异越大，那
b
么图中的h就越小，成键轨道
中能量低的原子轨道比重越
h
大，分子轨道与原子轨道差
别越小，等于不成键。
E1
(2) 轨道最大重叠原则：成键的方向性。
(3) 对称性匹配原则：最重要的一条原则，决定是否 能够成键，其他原则只影响成键效率。
π2px , π2py
π* 2p x
,
π* 2p y
σ* 2pz
分子轨道有对称中心的，也可在下标处用g表示对
称，用u表示反对称。例：s1s也可写成sg。
将分子中的电子按照泡利原理、洪特规则和能量由 低到高的顺序填入分子轨道中，就得到分子的电子 组态。
氦分子：分子轨道由氦原子的1s轨道组合而成，两个 1s轨道相加形成s成键轨道，相减形成s反键轨道：
(σ1s )2 (σ*1s )2 (σ2s )2 (σ*2s )2 (σ2pz )2 (π2px )2 (π2py )2 (π*2px )2 (π*2py )2
或(σ2s )2 (σ*2s )2 (σ2pz )2 (π2px )2 (π2py )2 (π*2px )2 (π*2py )2
氧分子：由于p2px*，p2py*能量相同，按照洪特规则， 在基态时，各有一个电子，它们的自旋相同。
1 电子组态
按照能量相近、对称性匹配和电子云最大重叠这三 个原则，两个原子中满足成键三原则的原子轨道可 以组成分子轨道。
例：一个氧原子的2px轨道可以和另一氧原子的2px 轨道组成p键，但一个氧原子的2px轨道不会和另一 氧原子的2py轨道成键，因为不满足对称性匹配原 则，一个氧原子的2s轨道也不会和另一氧原子的1s 轨道成键，因为不满足能量相近原则。
结构化学《结构化学》第3章 第2讲(3.3,3.4)3.2 《结构化学》第3章第2讲
1
r12 2
ra1 ra2
rb1 rb2
A
R
B
23
2. H2的Hamilton算符
Hˆ
1 2
12
1 ra1
1 2
22
1 rb2
Байду номын сангаас
9
10
11
H2+ H2
σ1s *
1s
1s
σ1s
σ1s *
1s
1s
σ1s
12
3. π轨道和π键
13
4. δ轨道和δ键 若键轴方向为z方向，则2个dxy或者2个dx2-y2轨道 重叠可形成δ轨道（参见左下图Re2Cl82-HOMO）。
14
5. 根据对称性区分分子轨道 对于同核双原子分子，以键轴中心为坐标原点。 当对原点中心对称时，以符号“g”表示;对原点中心 反对称时，以符号“u”表示。 由同种原子轨道组合成的分子轨道，σ轨道中心对 称，σ*轨道中心反对称；π轨道中心反对称，π*轨道 中心对称。
15
3.3.3 同核双原子分子的电子结构
1. 根据分子轨道理论，氢分子基态的电子组态为
(σ1s)2，描述氢分子基态电子运动的波函数为
ψ σ1s 1σ1s 2
1 2
α
1
β
2
β
1α
2
σ1s *
1s
1s
σ1s
16
2. F2 其价电子组态为：
(σ2s)2(σ2s*)2(σ2pz)2(π2p)4(π2p*)4 除了(σ2pz)2形成共价单键外，尚有3对成键电子和3对 反键电子，它们互相抵消，不能有效成键，相当于 每个F原子提供3对孤对电子。
2018_2019学年高中化学3.3.2乙酸课件新人教版必修2
。
2．物理性质
酯(如乙酸乙酯)密度比水小，不溶于水，易溶于有机溶剂，
具有芳香气味。
3．用途
(1)用作香料，如作饮料、香水等中的香料。
(2)用作溶剂，如作指甲油、胶水的溶剂。
|小测试|
1．下列关于乙酸的说法中，不正确的是( ) A．乙酸是一种重要的有机酸，常温下是具有刺激性气味的 液体 B．乙酸的分式为 C2H4O2，分子里含有 4 个氢原子，所以乙 酸是四元酸 C．无水乙酸又称冰醋酸，它是纯净物 D．乙酸易溶于水和乙醇
【答案】 D
B 探究区 一、乙醇、水、碳酸乙酸中羟基氢原子的活泼性
CH3CH2—OH、H—OH、
(碳酸)、
中
均含有羟基，由于与这些羟基相连的基团不同，羟基上氢原子的
活泼性也不同，现比较如下：
[例 1] 下列物质都能与 Na 反应放出 H2，其产生 H2 的速率
排列顺序正确的是( )
①C2H5OH ②CH3COOH 溶液 ③H2O
【答案】 D
4．酯化反应属于( A．中和反应 C．离子反应
) B．不可逆反应 D．取代反应
【答案】 D
5．下列物质不能用来鉴别乙酸溶液和乙醇溶液的是( ) A．金属钠 B．CuO C．石蕊溶液 D．碳酸钠溶液
【答案】 A
6．实验室用如图所示的装置制取乙酸乙酯，下列说法正确的是 ()
A．向 a 试管中先加入浓硫酸，然后边振荡试管边慢慢加入乙醇， 再加冰醋酸
【答案】 D
2．酯化反应是有机化学中的一类重要反应，下列对酯化反 应理解不正确的是( )
A．酯化反应的产物只有酯 B．酯化反应可看成取代反应的一种 C．酯化反应是有限度的 D．浓硫酸可作酯化反应的催化剂
【答案】 A
分子性质知识点总结
分子性质知识点总结一、分子的结构1.1 分子的定义：分子是由两个或更多个原子通过共价键结合在一起形成的物质的最小单位。
1.2 分子的构成：分子由原子组成，原子间通过共价键结合在一起。
每个分子都有其特定的分子结构，包括原子之间的排列顺序和共价键的连接方式。
1.3 分子的大小：分子的大小取决于其组成的原子数量和种类，分子的大小通常以分子量来表示。
分子量是分子中各种原子的质量之和。
二、分子的性质2.1 分子的物理性质2.1.1 极性：分子中如果存在偏向一个方向的电子云密度分布，则称该分子为极性分子。
极性分子通常具有较强的分子间相互作用力和较高的沸点和熔点。
2.1.2 非极性：分子中如果电子云密度均匀分布，则称该分子为非极性分子。
非极性分子通常具有较弱的分子间相互作用力和较低的沸点和熔点。
2.1.3 可溶性：分子在溶剂中是否能溶解，取决于分子之间的相互作用力以及溶剂的性质。
2.1.4 导电性：分子在固态或液态状态下通常不具备导电性，因为分子中的电子被共价键束缚。
2.1.5 熔点和沸点：分子的熔点和沸点取决于分子之间的相互作用力和分子的大小。
2.2 分子的化学性质2.2.1 化学反应：分子间的共价键可以在化学反应中被断裂或形成新的共价键。
分子之间的化学反应通常需要提供活化能。
2.2.2 反应活性：不同种类的分子具有不同的反应活性，一些分子具有较高的反应活性，能够与其他物质发生化学反应，而一些分子则反应较不活跃。
2.2.3 分子的稳定性：稳定的分子通常不容易发生化学反应，而不稳定的分子则容易发生分解或反应。
三、分子之间的相互作用力3.1 静电作用力3.1.1 离子键：离子间的静电作用力是正负电荷之间的吸引力，通常由金属离子和非金属离子之间形成。
3.1.2 极性分子间的静电作用力：极性分子间由于电子云的不均匀分布产生静电作用力，通常由分子之间的偶极矩产生。
3.1.3 非极性分子间的范德华力：非极性分子间由于瞬时诱导极化效应而产生的静电作用力。
第三章(3)分子轨道理论和双原子(莫)
( g )成键轨道，如 2 s ( g 2 s )
( u )反键轨道，如 2 s ( u 2 s )
19
2.π轨道和π键
πMO 的特点: 对包含键轴 的平面都呈反对称. 成键轨道和反键轨道都有一个含键轴的节面。反键轨 道还有一个垂直于键轴的节面。
2p + 2p
2 p（ u 2 p） 2 p（ g 2 p )
当对称性不一致时，
0，不能有效
组合成分子轨道。
16
0
两个原子轨道对称性是否一致，不仅与原子轨 道的形状有关，还与键轴有关。上述两例都是s轨道
和pz轨道重叠，但重叠时沿着的键轴不同。例1沿着
Ｚ轴重叠对称性一致，能有效组合成分子轨道；例2
沿着Ｘ轴重叠，对称性不一致，不能有效组合成分子
轨道。
只有对称性相同的原子轨道，才能有效地组合成
2
根据上式判断：当 0 时，U 是大于0,小于0，还是 等于0 ?
0,U 0
由于
（正值）
Ea＜Eb , E1＜E2
，故可绘出如下能级图：
10
2
U
E2 Eb U
b Eb
Ea
a
U
1
A AB
E1 Ea U
B
由上图可知，只有当U>0 时，体系能量才会降低，AO 才能有效组合成MO。
1σg<1σu<1πu(2个)<2σg<1πg(2个)<2σu
23
24
25
(2)异核双原子分子
对于异核双原子分子（如CO、NO），由于用 能量不同，类型不同的AO组成MO，所组成的 MO已失去中心对称性，所以其MO符号是在σ、 π之前冠以自然数字1、2…等以表示能级高低。
3.2原子的结构分解
课题2 原子的结构
乐桥镇初级中学
物质可以由
也可以由
分子 构成， 原子 构成
化学变化中的最小粒子是 原子 ；
化学变化的实质是：
在化学变化中，分子先分裂成原子，再
由原子重新结合成新的分子
一、原子的构成
在化学变化中分子可以再 分，而原子不能再分。那么， 原子究竟是不是简单而不可 分割的实心球体呢？ 你能猜想原子的内部结 构吗？
原子由居于中心的原子核与核外电子构成
原子体积很小
P53
一、原子的构成
分子（不带电）
原子核 原 子
（每个质子带一个单位正电荷） 质子
（带正电）中子（不带电）
(不显电性)
电 子 （每个电子带一个单位负电荷）
表3-1 几种原 子的构 成
原子种类 氢 碳 氧 钠 氯 铁
质子数 1 6 8 11 17 26
中子数 0 6 8 12 18 30
核外电子数 1 6 8 11 17 26
质子数一定等于电子数（核外电子数），但不一定等 于中子数。
核电荷数=核内质子数=核外电子数=原子序数
氢原子的中子数为0，因此，不是所有的原子都 含有中子。 不同原子的质子数、核外电子数不同。
正电 的原子核 1.原子是由居于原子中心、带______ 负电 的电子构成，原子核是由 和核外带______ 中子 构成。由于它们所带的电荷 质子 和______ _______ 相反，所以整个原子______ 不显 相等 _______ ，电性_____ （填显或不显）电性。 分子 ； 2、能保持物质的化学性质的最小粒子是_____ 原子 ；原子中带正 化学变化中的最小粒子是______ 质子和原子核 ；不显电性 电荷的粒子是 的粒子是 中子 。 3、据报道，1994年12月科学家发现了一种新元 素，它的原子核内有质子111个，中子161个， 111 则该元素核外电子数是_____
结构化学：3-3分子轨道理论和双原子分子结构
分子轨道理论：能量相近原则
Ea − E
β
=0
β Eb − E
E 2 − (Ea + Eb )E + EaEb − β 2 = 0
E1
=
1 2
[(
Ea
+
Eb )
−
(Eb − Ea )2 + 4β 2 ] = Ea −U < Ea
E2
=
1 2
[(
Ea
+
Eb )
+
(Eb − Ea )2 + 4β 2 ]= Eb + U > Eb
σ* 1s
BO
1
1s
1s
H+ σ1s 2
2
σ* 1s
1
1s
1s
2
He
+ 2
σ 1s
σ* 1s
BO
1s
1s
1
H2 σ1s
σ* 1s
0
1s
1s
He2 σ1s
3.3.3 同核双原子分子的结构
(1) H2分子基态(σ1s)2：ψ orb = σ1s (1)σ1s (2)
全波函数ψall ：
ψ all
= σ1s (1)σ1s (2)
LCAO-MO规律
① 轨道数守恒定律 n个对称性匹配的AO，线性组合成n个MO
② 能级低于原子轨道的称为成键轨道; 能级高于原子轨道的称为反键轨道; 成键与反键分子轨道成对出现
③ 能级等于原子轨道的称非键轨道
分子中能量高, 节面多; 3) 也可形成化学键; 4) 激发态轨道.
成键以后，MO能级从AO的能级升高或降低 MO的能级顺序可由光电子能谱来确定。
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学会微观宏观两个层次看问题，辩证看待问题。
教学重点
1.两个最小的涵义
2.化学变化宏观微观的实质，加深物质由分子等微粒构成的认识。
教学难点
两个最小（分子可以拆分，原子是化学变化中的最小粒子）
教学方法
教学准备
教
学
内
容
教师活动
学生任务
修改意见
【回顾】构成物质的基本微粒有分子原子离子三种，
每种物质（纯净物）都是由同一种分子构成的，发生物理变化时，分子本身不发生变化，而是分子之间的联系和间距变化。例如：固液气三态变化，分子的间距及相互作用力变化。
在化学变化中，物质只能拆分到原子这一级别，原子的数量，种类，性质都不改变，
所以我们称原子是化学变化中的最小粒子。
用微观的方式解释下列概念：
纯净物和混合物
物理变化和化学变化
空气是混合物的原因。
小结
作业布置
板书设计
分子可以拆分为原子
物理变化时，分子本身不发生变化，而是分子之间的联系和间距变化。
化学变化时，生成其他物质，分子种类发生了改变，
课程
备课时间
2015年10月5日
主备人
课时：
1
课题：
第三单元课题1分子和原子（下）
任课教师
本课时目标：
分子可以拆分为原子
教
学
目
标
知识与技能
1.分子和原子的两个最小定义
2.认识到分子是由原子构成
3.化学变化的实质，分子拆分，原子重新组合成新分子。
过程与方法
通过模型建设，模拟演示，讨论分子和原子在变化中的情况。
化学变化中，实质是分子首先拆分成原子，原子再重新组合成为新的分子。
原子是化学变化中的最以再分，原子在化学变化中不可再分
联系，分子由原子构成，分子可以拆分成原子
教学反思
展示：分子三态图示。
化学变化中，宏观上我们说：有其他物质生成，其他物质的分子情况如何？
例如：过氧化氢 水+氧气
H2O2H2O O2
氢气+氧气 水
H2O2H2O
当生成其他物质时，分子种类发生了改变，这是化学变化的微观形式。
分子一旦改变物质也就改变
所以我们说，分子是（保持）体现物质化学性质的最小粒子。
而从图中我们看到分子是由原子构成的，
有些物质是由同种原子构成的，
例如一个氧分子由两个氧原子构成，我们把这种称为单质分子。
大多数物质分子由不同种原子按照一定数量和形状规则构成，
例如一个二氧化碳分子
一个乙醇分子这类情况称为化合物分子。
在化学变化中，实质是分子首先拆分成原子，原子再重新组合成为新的分子。构成新物质。
例如：氧化汞——汞原子+氧分子