原子分子结构及性质
原子与分子的结构
原子与分子的结构原子和分子是构成物质的基本单位，它们的结构对物质的性质和行为起着重要的决定性作用。
本文将从原子和分子的组成以及结构的角度来探讨原子与分子的结构。
一、原子的结构原子是物质的最小单位，由原子核和电子组成。
原子核位于原子的中心，由质子和中子组成，而电子则围绕原子核运动。
1. 原子核原子核由质子和中子组成。
质子带正电荷，中子不带电荷。
质子和中子的质量几乎相同，都远大于电子的质量。
2. 电子电子是负电荷的基本粒子，质量很小。
电子围绕原子核以轨道运动，形成电子云。
电子云的轨道可以分为不同能级，每个能级可以容纳一定数量的电子。
二、分子的结构分子是由两个或多个原子通过化学键连接在一起形成的。
分子的结构包括原子的排列方式以及化学键的类型和角度。
1. 原子排列分子中原子的排列方式决定了分子的种类和性质。
不同原子可以通过共价键、离子键或金属键连接在一起形成分子。
2. 化学键化学键是原子之间的相互作用力，包括共价键、离子键和金属键。
- 共价键是通过原子间的电子共享形成的。
共价键可以分为单键、双键、三键等，共享的电子越多，化学键越强。
- 离子键是由带正电荷的离子和带负电荷的离子之间的电荷吸引力形成的。
离子键通常存在于正负离子化合物中。
- 金属键是金属原子间的电子云形成的。
金属键的特点是电子自由移动，使得金属具有良好的导电性和热传导性。
三、原子与分子间的相互作用原子和分子间存在着相互作用，这些相互作用对物质的性质和行为有着重要的影响。
1. 范德华力范德华力是分子间的吸引力，是由于分子之间的瞬时或短时极化而产生的。
范德华力对于非极性分子尤为重要，它影响着分子的状态、相变和溶解度等性质。
2. 氢键氢键是一种特殊的化学键，它是由于分子中氢原子与较电负的原子（如氧、氮、氟）之间的吸引作用形成的。
氢键在生物分子的结构和功能中起着重要的作用。
3. 离子间相互作用离子间相互作用是来自带电离子间的相互吸引力和排斥力。
离子间相互作用决定了离子晶体的结构和性质，也影响了溶液的电导性和溶解度等。
物质的组成分子与原子的结构与性质
物质的组成分子与原子的结构与性质物质是构成一切事物的基本单位，而物质的组成则是由分子和原子所构成。
分子和原子的结构决定了物质的性质。
本文将详细探讨物质的组成分子与原子的结构以及它们对物质性质的影响。
一、分子的组成和结构分子是由两个或多个原子通过共价键连接而成的化学单位。
分子内原子的排列顺序和相互连接方式决定了分子的结构。
分子的组成可以是相同的原子，也可以是不同的原子。
1. 相同原子组成的分子当分子由相同的原子组成时，我们称之为单质分子。
例如，氧气（O2）是由两个氧原子组成的分子。
这种分子的结构稳定，具有较高的化学活性。
2. 不同原子组成的分子当分子由不同种类的原子组成时，我们称之为化合物分子。
例如，水（H2O）是由两个氢原子和一个氧原子组成的分子。
这种分子的结构决定了水分子的化学性质，如溶解性、沸点和冰点。
二、原子的结构和性质原子是物质中最基本的单位，由质子、中子和电子组成。
原子的结构决定了其化学性质。
1. 原子的组成原子由质子、中子和电子组成。
质子位于原子核心，具有正电荷；中子也位于原子核心，不带电荷；电子绕原子核运动，带有负电荷。
2. 原子的性质原子的性质主要由其核外电子的数量和排布所决定。
- 原子半径：原子半径指的是核心与最外层电子之间的距离，它决定了原子的体积大小。
原子半径的大小主要取决于原子核电荷的大小和核外电子的排布。
- 原子质量：原子质量等于质子和中子的质量之和。
原子质量的大小决定了物质的密度和化学反应中的摩尔比例。
- 电子结构：原子中的电子分布在不同的能级上，每个能级又包含不同数目的轨道。
电子结构决定了原子的化学性质，如反应活性和化学键的形成。
- 原子核电荷：原子核中的质子带有正电荷，决定了原子核的稳定性。
原子核电荷的大小影响了原子核外电子的分布以及原子的化学性质。
三、分子和原子的相互作用分子和原子之间存在着相互作用，这些相互作用对物质的性质产生重要影响。
1. 共价键：当两个原子共享一个或多个电子对时，形成的键称为共价键。
第五章多原子分子的结构和性质
甲烷分子中四个成键轨道定域在C-H之间，每个 定域轨道中有两个成键电子，电子分布分别对C-H键 轴对称，为四个等性单键。几何构型为正四面体。 四个H的1s轨道分别对键轴对称。
C的2s，2px，2py和2pz除2s轨道外，与键轴是不
平面型有机共轭分子中，σ 键定域，构成分子骨架，每个 C 余下的 一个垂直于平面的 p 轨道往往以肩并肩的型式形成多原子离域π 键。 用 HMO法处理共轭分子结构时，假定： (1) 假定π电子是在核和σ 键所形成的整个骨架中运动，可将σ 键和π 键 分开处理； (2) 假定共轭分子的σ 键骨架不变，分子的性质由π电子状态决定； (3) 假定每个π 电子k 的运动状态用k 描述，其Schrö dinger方程为： ˆ H k Ek k HMO法还假定： •各C原子的α积分相同，各相邻C原子的β积分也相同； •不相邻C原子的β 积分和重叠积分S均为0。
A
四个杂化轨道分别与四个氢原子1s 轨道组合成四个分子轨道
A C1 A C21SA B C1B C21SB C C1C C21SC D C1D C21SD
1sA——氢原子A的1S轨道，以此类推。 A——由两个原子轨道线性组合而成的分子轨道，称为定域分子轨道
a1 C1S C2 1SA 1SB 1SC 1SD t2 x C3Px C4 1SA 1SB 1SC 1SD t2 z C3Pz C4 1SA 1SB 1SC 1SD t2 y C3Py C4 1SA 1SB 1SC 1SD
成键能力: F 3 ; 键角: cos
原子分子的结构与性质
N2 LUMO
1πg
对称性匹配. 但电子 需从电负性较高的 O2向
电负性较低的N2转移，
而且，O2把反键电子转 移给N2，O2的化学键增 强不符合反应要求.
O2 HOMO
π*2p
例2. 乙烯加氢反应
C2H4 + H2 C2H6
ΔH＝ -137.3 kJ•mol-1
由下列可知, 该反应在动力学上是不利的(尽管在热
第一个反应的逆反应相当于丁二烯的1,4-加成, 两种作用
方式都是对称性允许的：
H2 LUMO
H2 HOMO
呋喃HOMO
呋喃LUMO
第二个反应的逆反应相当于丁二烯的1,2-加成, 两种作用方
式都是对称性禁阻的：
H2 LUMO
H2 HOMO
呋喃HOMO
呋喃LUMO
（2）共轭烯烃的电环化反应
用前线轨道理论研究电环化反应的顺旋或对旋方式 ，只需考察HOMO对称性.
稀有气体
N=8 ，8-N=0, 所以, 分子是单原子分子. 它们的晶体结构如下:
He
Ne Ar Kr Xe
卤素
N=7 ，8-N=1, 所以分子是双原子分子.
这一点也许出乎意料:
碘还能形成线性的I3 , 进而生
成负一价多碘离子[(I2)n(I )]. 含有这种多碘离子的固体有 导电性, 导电机理可能是电 子或空穴沿多碘离子链跳移, 也可能是I 在多碘离子链上 以接力方式传递:
分子与亲电试剂(如NO2+)反应易发生在电荷密度较大的
原子上; 分子与亲核试剂(如NH2)反应易发生在电荷密度较 小的原子上; 分子与中性自由基反应易发生在自由价较大的 原子上. 在HMO水平上, 中性的奇、偶交替烃中所有C原子上π 电荷密度相同, 称为Coulson-Rushbrooke定理. 若各原子电荷 密度相同, 则这三种反应都在自由价最大处起反应.
分子离子原子
分子离子原子
一、性质不同
1、分子：由组成的原子按照一定的键合顺序和空间排列而结合在一起的整体，这种键合顺序和空间排列关系称为分子结构。
2、原子：化学反应不可再分的基本微粒，原子在化学反应中不可分割。
3、离子：原子由于自身或外界的作用而失去或得到一个或几个电子使其达到最外层电子数为8个或2个（氦原子）或没有电子（四中子）的稳定结构。
二、特性不同
1、分子：分子质量和体积都很小；分子总是在不断运动着的。
温度升高，分子运动速度加快；分子之间有间隔。
一般说来，气体分子间隔距离较大，液体和固体的分子之间的距离较小；同种物质的分子性质相同，不同种物质的分子性质不同。
2、原子：原子的质量非常小；不停地作无规则运动；原子间有间隔；同种原子性质相同，不同种原子性质不相同。
3、离子：在化合物的原子间进行电子转移而生成离子的过程称为电离，电离过程所需或放出的能量称为电离能。
电离能越大，意味着原子越难失去电子。
三、结构不同
1、分子：分子结构或称分子立体结构、分子、分子几何，建立在光谱学。
2、原子：质子数等于核外电子数。
3、离子：质子数大于核外电子数。
高三物理总结原子与分子物理
高三物理总结原子与分子物理原子与分子物理是高中物理课程的重要内容之一，涉及到物质的微观结构和性质。
通过对原子和分子的认识，可以更好地理解物质的性质和变化规律。
本文将对高三物理中的原子与分子物理进行总结与归纳。
一、原子的基本结构原子是构成物质的基本单位，由原子核和电子组成。
原子核由质子和中子构成，质子带正电荷，中子不带电荷。
电子带负电荷，绕原子核运动。
二、元素与原子序数元素是由具有相同质子数的原子组成的纯物质。
元素的原子序数等于原子核中的质子数。
根据元素的原子序数，元素可以按一定顺序排列，形成元素周期表。
三、同位素同位素是指质子数相同、中子数不同的原子，它们具有相同的化学特性，但物理性质有所差异。
同位素广泛应用于医学、工业和科学研究等领域。
四、分子的组成分子是由两个或多个原子通过化学键结合而成的，可以是同种元素的原子组合，也可以是不同元素的原子组合。
五、化学键的种类化学键是原子之间的连接方式，常见的化学键有共价键、离子键和金属键等。
共价键是通过电子的共享形成的，离子键是由正、负电荷之间的相互吸引形成的，金属键是金属原子的电子云共享形成的。
六、离子化合物与分子化合物离子化合物是由正、负离子通过离子键结合而成的，分子化合物是由共价键连接的分子组成的。
离子化合物通常具有高熔点和良好的导电性，而分子化合物通常具有较低的熔点和离子化合物相比较差的导电性。
七、化学方程式与化学计量化学方程式用于表示化学反应，包括反应物、生成物和反应条件等信息。
化学计量是指反应物与生成物之间的摩尔比例关系，通过化学计量可以计算物质的摩尔质量和化学计量比。
八、摩尔与摩尔质量摩尔是物质的计量单位，表示1摩尔物质包含的基本单位数量。
摩尔质量是指单位摩尔物质的质量，可以通过元素的原子质量累加得到。
九、气体的状态方程气体的状态方程可以描述气体的体积、压强和温度之间的关系。
理想气体状态方程为PV=nRT，其中P表示气体的压强，V表示气体的体积，n表示气体的摩尔数，R为气体常数，T表示气体的温度。
初中化学第五讲分子原子原子结构
分子和原子、原子结构[考点一]、构成物质的微粒：分子、原子等微粒1、由分子构成的物质：例如水、二氧化碳、氢气、氧气等物质2、由原子构成的物质：金属、稀有气体、金刚石、石墨等物质3、物质构成的描述：物质由××分子（或原子）构成。
例如：铁由铁原子构成；氧气由氧分子构成。
[考点二]、分子1、基本性质：⑴质量、体积都；⑵在不停地运动且与温度有关。
温度越高，运动速率例：水的挥发、品红的扩散；⑶分子间存在间隔。
同一物质气态时分子间隔，固体时分子间隔；物体的热胀冷缩现象就是分子间的间隔受热时增大，遇冷时变小的缘故。
⑷同种物质间分子的性质相同，不同物质间分子的性质不同。
2、分子的构成：分子由原子构成。
分子构成的描述：①某某分子由某某原子和原子某某构成。
例如：水分子由氢原子和氧原子构成②一个分子某某由几个原子某某和几个原某某子构成。
例如：一个水分子由一个氧原子和二个氢原子构成3、含义：分子是保持物质化学性质的最小微粒。
例：氢分子是保持氢气化学性质的最小粒子4、从分子和原子角度来区别下列几组概念⑴物理变化与化学变化由分子构成的物质，发生物理变化时，分子种类。
发生化学变化时，分子种类发生。
⑵纯净物与混合物由分子构成的物质，纯净物由同种分子构成；混合物由不同种分子构成。
⑶单质与化合物单质的分子由同种原子构成；化合物的分子由不同种原子构成。
[考点三]、原子1、含义：原子是化学变化中最小的微粒。
例：氢原子、氧原子是电解水中的最小粒子：在化学反应中分子分裂为原子，原子重新组合成新的分子。
原子的结构[考点一]、原子的构成（1（2（数值上等于核外电子数）相等,电性相反，所以原子不显电性因此：核电荷数= 质子数= 核外电子数（3）原子的质量主要集中在原子核上 注意：①原子中质子数不一定等于中子数②并不是所有原子的原子核中都有中子。
例如：氢原子核中无中子 二、核外电子的排布[考点一]1、原子结构图： ② 圆圈内的数字：表示原子的质子数②+：表示原子核的电性③弧线：表示电子层④弧线上的数字：表示该电子层上的电子数 1、 核外电子排布的规律：①第一层最多容纳 个电子； ②第二层最多容纳 个电子；③ 最外层最多容纳 个电子（若第一层为最外层时，最多容纳2个电子） 2、元素周期表与原子结构的关系：①同一周期的元素，原子的电子层数相同，电子层数＝周期数②同一族的元素，原子的最外层电子数相同，最外层电子数＝主族数 2、 元素最外层电子数与元素性质的关系金属元素：最外层电子数＜4 易失电子 非金属元素：最外层电子数≥4 易得电子稀有气体元素：最外层电子数为8（He 为2） 不易得失电子最外层电子数为8（若第一层为最外层时，电子数为2）的结构叫相对稳定结构 因此元素的化学性质由原子的最外层电子数决定。
原子与分子的结构与性质
原子与分子的结构与性质原子与分子是构成物质的最基本单位，在化学和物理学中扮演着重要的角色。
他们的结构以及性质对于了解物质的本质、化学反应以及材料科学等方面都有着至关重要的影响。
本文将通过介绍原子与分子的结构和性质来探讨它们在科学研究和实际生活中的重要性。
一、原子的结构与性质1.1 原子的组成原子是构成物质的最小单位，由带正电荷的质子、不带电荷的中子以及带负电荷的电子组成。
质子和中子聚集在原子的中心，形成了原子核，而电子则环绕在原子核外层。
1.2 原子的结构模型原子的结构模型可以追溯到希腊时代的“质点模型”，但最为广泛接受的原子结构是由尼尔斯·玻尔提出的“波尔模型”。
波尔模型认为电子绕原子核转动的轨道是固定的，且电子能量是量子化的。
这个模型成功地解释了氢原子光谱等实验现象，并奠定了量子力学的基础。
1.3 原子的性质原子的性质主要通过其原子核和电子的特性来决定。
质子和中子的数量决定了原子的质量数，而电子的数量决定了原子的电荷性质。
不同原子的质子和中子的数量不同，因此原子的质量也不同。
电子在原子核周围的运动轨道也不同，这导致了不同元素的化学性质的差异。
二、分子的结构与性质2.1 分子的组成分子是由两个或多个原子以共用或共享电子的方式结合而成的。
在分子中，原子通过化学键相互连接，形成了复杂的结构。
2.2 分子结构的确定分子结构的确定是化学研究的重要内容之一。
通过实验技术如X射线晶体学、核磁共振等，科学家可以决定分子中各个原子的相对位置和空间排列。
这对于了解分子的性质和功能至关重要。
2.3 分子的性质分子的性质主要由其组成原子和化学键的特性所决定。
分子的大小、形状、化学键的类型等都会影响分子的性质。
分子的性质与其所在的化学物质有关，不同的分子之间会发生化学反应，形成新的物质。
三、原子与分子的应用3.1 化学反应原子与分子是理解化学反应过程的基础。
在化学反应中，原子和分子之间的化学键会被打破和形成，从而导致物质的转化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
无机化学选论第1章
4. 某些元素性质与原子结构的关系 (1) 原子半径 (2) 电离能 (注意全满和半满结构) (3) 电子亲和能 (注意变化复杂) (4) 电负性
元素的原子半径、电离能、电子亲和能和电负 性等性质都是由原子结构直接决定的，它们的周期 性变化规律可以由原子结构来说明。
无机化学选论第1章
Mulliken关于电负性M的定义为：
M
EA 2
I
(1.2)
为了与Pauling电负性比较，Mulliken总结出如下 关系式：
P=0.336M－0.207=0.168(EA+I－1.23)
或
P=1.35M1/2－1.37
(1.3) (1.4)
无机化学选论第1章
电负性
●A.L.Allred(阿莱)和E.G.Rochow(罗周)定义电负性 为核对价电子施加的静电吸引力，可按下式计算：
无机化学选论第1章
电负性
考察电负性数据可以发现：
(1) 金属元素的电负性较小，非金属的电负性较大， 电负性是判断金属性的重要参数，=2可作为近似标 志金属和非金属的分界点。
(2) 同一周期的元素的电负性从左向右随着族数的增 加而增加。同一族的元素的电负性随着周期的增加而减 小。因此，电负性大的元素集中在周期表的右上角，电 负性小的元素在左下角。
| A– B |=0.102Δ1/2
(1.1)
并指定F的电负性为3.98。其他元素的Pauling电负 性P便可由热力学数据计算出来。
无机化学选论第1章
电负性
● R.S.Mulliken认为比较原子电负性的大小应结合
考虑原子吸引电子的能力和抵抗丢失电子的能力，前
者与电子亲和能成正比，后者与电离能成正比。因此
(5) 量子数 (6) 能级、能级组和电子层 (7) 屏蔽效应和钻穿效应
无机化学选论第1章
2. 原子核外电子的排布 排布三原则
最低能量原理 电子在核外排列应尽先分布在低能级轨道上, 使整个原子系统能量最 低。
Pauli不相容原理 每个原子轨道中最多容纳两个自旋方式相反的电子。
Hund 规则 在 n 和 l 相同的轨道上分布的电子,将尽可能分占 m 值不同的轨道, 且自旋平行。
2020/1/21
无机化学选论
主讲Байду номын сангаас石晓波
♠ 绪论
一 无机化学内容回顾
理论部分 溶液反应 元素化学
结构理论 反应理论
酸、碱反应 沉淀-溶解反应 氧化-还原反应 配位反应
化学物质的结构、性质、制备、 应用。
♠ 绪论
二 本课程主要内容
1 原子、分子结构及性质 2 配位化合物 3 溶液化学中的几个问题 4 主族元素化学 5 过渡金属
无机化学选论第1章
1-7. 回答以下各问题: (1) 写出原子序数为 32 的元素的核外电子排布、元
素符号、元素名称以及此元素在周期表中的位置； (2) 试用四个量子数分别表示这个元素原子最外层各
价电子的核外运动状态 (3) 分别画出此元素原子最外层px电子的轨道角度分
布图及电子云径向分布图。
1-8. 请解释在H原子中3s和3p轨道有相等的能 量，而在Cl原子中3s轨道能量比相应的3p轨 道能量低。
AR
3590
Z r2
0.744
(1.5)
式中，Z*为有效核电荷，r为原子半径(pm)。
● 1989年，Allen(阿伦)根据光谱数据，以基态自由
原子价层电子的平均单电子能量为基础获得主族元素的
电负性：
A
0.169
mE p m
nE s n
(1.6)
式中，m和n分别为p轨道和s轨道上的电子数，Ep和Es 分别为p轨道和s轨道上的电子的平均能量。
无机化学选论
第1章 原子、分子结构及性质
无机化学选论第1章
主要内容
1.1
原子的性质
1.2 共价键分子的成键理论
1.3
分子的立体化学
1.4 离子极化学说及其应用
无机化学选论第1章
1.1 原子的性质
1. 原子结构理论中的重要概念 (1) 量子化 (2) 波粒二象性 (3) 波函数、原子轨道和电子云 (4) 概率密度和概率分布
1-6. 现有A、B、C、D四元素，A是IA族第五周期元素， B是第三周期元素，B、C、D的价电子分别为2，2和7 个，四元素原子序数从小到大的顺序是B、C、D、A。 已知C和D的次外层电子均为18个。(1) 判断A、B、C、 D各是什么元素？(2) 写出A、B、C、D简单离子的形 式；(3) 这四种元素中互相生成二元化合物有几种？
无机化学选论第1章
3. 元素周期律与元素周期表
元素周期律正是各元素原子内部结构周 期性变化的反映，因此各元素在周期表中的 位置、各周期元素数、主副族的确定、元素 的分区等都是元素原子电子层结构的反映。
无机化学选论第1章
习题
1-1. 已知某元素的原子序数是42，试推断： (1) 该元素的电子结构； (2) 处于哪一周期哪一族？ (3) 是非金属还是金属？ (4) 最高氧化态及其氧化物的酸碱性。
1-2. 写出下列电子构型的阳离子位于周期表中的哪 些区？并对每种构型的阳离子在每一区中各举一例 ：8电子构型，18电子构型，18+2电子构型，9—17 电子构型，2电子构型。
无机化学选论第1章
1-3. 为什么最外电子层的电子数不 能超过8个,次外电子层的电子数不 能超过18个，而不是电子最大容纳 数=2n2?
1-4. 原子核外最外层电子的四个量子数为n = 4, l = 0 ，m =0， ms = ½, 试写出符合条件的 元素有几种？元素符号为？
无机化学选论第1章
1-5. 有3个元素A、B、C，最外层电子构型分别为A ：4d55s1；B：5d06s2；C：3d34s2。指出它们处于哪 一周期哪一族？原子序数分别是多少？元素符号？
电负性
●Pauling注意到异核双原子分子成键时有如下关系：
DA-B > 1/2(DA-A+DB-B)
或
DA-B =1/2 (DA-A+DB-B)+Δ Δ≥0
Pauling认为，由于异核原子的电负性不相等，其 键能除共价性键能外，还应有附加的、额外的离子键键
能，即上式中Δ。因此，Pauling将A和B原子的电负性 差定义为：
无机化学选论第1章
电负性
(3) 电负性相差大的元素之间的化合物以离子键为 主；电负性相同或相近的非金属元素相互间以共价 键结合：电负性相同或相近的金属元素相互间以金 属键结合，形成金属或合金。