第四章 原子结构和分子结构
医用化学课本习题答案
习 题 解 答第一章 溶 液1. 温度、压力如何影响气体在水中的溶解度？2. 何谓亨利定律？何谓气体吸收系数？3. 亨利定律适应的范围是什么？4． 20℃，10.00mL 饱和NaCl 溶液的质量为12.003g ，将其蒸干后，得到NaCl3.173g 。
求：（1）质量摩尔浓度；（2）物质的量浓度。
解：NaCl 的相对分子量为：58.5NaCl 的物质的量为：mol M m n B 05424.05.58173.3===（1） NaCl 的溶解度：)100/gNaCl (93.35100173.3003.12173.3水g =⨯-（2） 质量摩尔浓度：).(143.61000/)173.3003.12(5.58/173.31-=-==kg mol W n m B B （3） 物质的量浓度：).(424.51000/105.58/173.31-==L mol V n c B B 5. 将8.4g NaHCO 3溶于水配成1000mL 溶液，计算该物质的量浓度。
解：NaHCO 3相对分子量为：84 NaHCO 3的物质的量为：mol M m n B 1.0844.8===NaHCO 3的物质的量浓度：).(1.01000/10001.01-===L mol V n c B B 6. 欲配制10.5mol ·L -1 H 2SO 4 500mL ，需质量分数为0.98的H 2SO 4（密度为1.84）多少毫升？解：H 2SO 4的相对分子量为：98所需的H 2SO 4的物质的量为：mol V c n B B 25.51000/5005.10=⨯=⨯=设所需的0.98的H 2SO 4V （ml ），则H 2SO 4溶液的质量为V ×1.84（g ），所以含有的纯H 2SO 4为V ×1.84×0.98（g ）。
25.59898.084.1=⨯⨯==V M m n B V ＝285.3ml7. 某病人需要补充钠（Na +）5g ，应补给生理盐水（0.154mol ·L -1）多少毫升？ 解：设需要生理盐水Vml ，则含有NaCl 的物质的量为：V ×0.154/1000（mol ），所以含有的Na ＋的物质的量为：V ×0.154/1000（mol ）。
习题
第一章溶液的渗透压力1．试排出在相同温度下下列溶液渗透压力由大到小的顺序：⑴c(C6H12O6)= 0.2 mol·L-1；⑵c [(1/2)Na2CO3]=0.2 mol·L-1；⑶c [(1/3)Na3PO4]= 0.2 mol·L-1；⑷c (NaCl)= 0.2 mol·L-12．100ml水溶液中含有2.00g白蛋白，25℃时此溶液的渗透压力为0.717kPa，求白蛋白的相对分子质量。
第二章电解质溶液1．说明①H3PO4溶液中存在着哪几种离子？请按各种离子浓度的大小排列出顺序。
其中H +浓度是否为PO43-浓度的3倍？②NaHCO3和NaH2PO4均为两性物质，但前者的水溶液呈弱碱性而后者的水溶液呈弱酸性，为什么？2．实验测得某氨水的pH为11.26，已知NH3的K b=1.79×10-5，求氨水的浓度。
3．“Tris”是三羟甲基氨基甲烷(HOCH2)3CNH2的缩写。
广泛地在生化研究工作中用于配置缓冲溶液，其低毒性以及在25℃的pKb为5.92，便于在临床应用时控制pH。
0.050mol Tris和0.025mol HCl等体积混合配制成2.00L的缓冲溶液，计算溶液的pH。
“Bis”是二羟甲基氨基甲烷(HOCH2)2CHNH2的缩写，它是一种性质与用途与Tris密切有关的弱碱，在25℃，其pKb为8.8。
把0.050 mol Bis和0.050mol HCl 混合配制成2.00L的溶液，溶液的pH又是多少？4．柠檬酸（缩写H3Cit）及其盐为一种多质子酸缓冲系，常用于配制供培养细菌的缓冲溶液。
如用500ml的0.200mol/L柠檬酸，须加入0.400mol/L的NaOH溶液多少毫升，才能配成pH为5.00的缓冲溶液？（已知柠檬酸的pKa1=3.14，pKa2= 4.77，pKa3=6.39）5．配制pH=10.00的缓冲溶液100ml，⑴今有缓冲系HAc-NaAc、KH2PO4-Na2HPO4、NH4Cl-NH3，问选用何种缓冲系好？⑵如选用的缓冲系的总浓度为0.200mol/L，需要固体共轭酸多少克（假设不考虑体积的变化）和浓度为0.500mol/L的共轭碱多少毫升？⑶该缓冲系的缓冲容量β为多少？6．用0.025 mol·L-1H3PO4和0.05 mol·L-1NaOH，配成近似pH为7.40的缓冲溶液100ml，试求所需H3PO4和NaOH溶液的体积比。
原子结构与分子结构
原子结构与分子结构原子结构与分子结构是化学中重要的基础概念。
原子是构成物质的基本单位，而分子则是由两个或多个原子组合而成的物质。
理解原子结构与分子结构对于理解化学反应、物质的性质以及化学实验等都至关重要。
本文将介绍原子结构与分子结构的基础知识，并探讨它们在化学中的重要性。
首先，让我们从原子结构开始。
原子是化学中最小的粒子，由细胞核和绕核电子组成。
细胞核位于原子的中心，它由质子和中子组成。
质子具有正电荷，中子没有电荷。
细胞核质量几乎集中在质子和中子上。
绕核电子围绕着细胞核运动。
电子带有负电荷，质量很小。
原子的质量几乎全部来自质子和中子，而原子的体积主要由电子决定。
原子按照电子数目的不同，可以分为各种元素。
化学元素是由具有相同原子数目的原子组成的物质。
元素以符号表示，比如氢元素的符号是H，氧元素的符号是O。
元素的周期表是根据元素的原子数目和性质编制的表格。
原子结构中的一个重要概念是原子壳层模型。
原子的电子分布在壳层中。
第一个壳层最多可以容纳2个电子，第二个壳层最多可以容纳8个电子，第三个壳层最多可以容纳18个电子。
原子最稳定的状态是壳层填满。
对于大多数元素，原子通过与其他原子形成化学键的方式来达到稳定的电子配置。
这种化学键在分子结构中发挥了重要作用。
我们现在来讨论分子结构。
分子是由两个或多个原子通过化学键结合而成的粒子。
分子中的原子可以来自同一元素（例如O2表示两个氧原子形成的氧分子）或不同元素（例如H2O表示一个氧原子和两个氢原子形成的水分子）。
分子的化学键可以是共价键、离子键或金属键。
共价键是原子间的电子共享。
原子通过共享电子来达到稳定的电子配置。
当两个原子共享一个电子对时，形成单共价键。
当两个原子共享两个电子对时，形成双共价键。
共价键非常稳定，原因是原子通过共用电子来填满最外层壳层。
共价键决定了分子的形状和化学性质。
离子键是通过离子间的电荷吸引力形成的。
一个离子失去一个或多个电子变为正离子，一个离子获得一个或多个电子变为负离子。
原子结构与分子结构
原子结构与分子结构原子结构是描述原子内部组成和排布的方式。
原子由质子、中子和电子组成。
质子和中子位于原子的核心，形成原子的核，而电子则以能级的方式围绕核心运动。
原子的质子数决定了其元素的种类，而中子数可以有所不同，决定了同一元素的同位素。
电子数决定了原子的化学性质。
原子核的质子和中子是由夸克组成的。
质子由两个上夸克和一个下夸克组成，而中子则由一个上夸克和两个下夸克组成。
夸克是被称为基本粒子的质子和中子的构成部分，它具有电荷、质量和颜色。
质子和中子之间的相互作用是由强相互作用力驱动的，而电子通过电磁力与核相互作用。
原子的电子围绕核心运动，形成不同的轨道或能级。
这些能级通过主量子数、角量子数和磁量子数进行描述和标记。
主量子数决定了电子距离原子核的离心距离，角量子数确定了电子的角动量和形状，而磁量子数则决定了电子在空间中具体的方向。
分子是由两个或更多原子通过化学键的相互作用而形成的。
当原子之间发生共价键形成时，它们会共享电子，以形成一个稳定结构。
共价键可以是单一、双重或三重的，取决于原子之间的电子共享程度。
分子的形状和性质主要由原子的种类、连接方式和电子分布所决定。
分子结构描述了分子中原子的排列方式和键的类型。
分子的排列方式可以是线性的、平面的或者三维的，取决于原子之间的相互作用。
分子的键类型可以是共价键、离子键、金属键或氢键。
共价键是最常见的键类型，它是通过电子共享形成的。
离子键是由正负离子之间的静电吸引力形成的，金属键是由金属原子之间的电子云共享形成的，而氢键则是由带有δ+和δ-部分的分子中的氢原子与负电性较强的原子之间的弱相互作用。
分子的结构对其化学性质和反应性起着重要的作用。
不同原子的组合和连接方式可以决定分子的稳定性、极性、酸碱性和溶解性等特征。
分子的结构可以通过各种实验技术和计算方法来确定，例如X射线衍射、核磁共振和光谱技术等。
总之，原子结构和分子结构分别描述了原子内部和原子之间的组成和排布方式。
原子与分子的结构
应用：共振光谱学在化学、生物学、医学、环境科学等领域有广泛应用，可用 于研究分子结构和化学反应机理，以及检测气体、液体和固体的成分和性质。
发展：共振光谱学经历了从经典到量子的发展过程，量子力学为共振光谱学 提供了理论基础，使得人们能够更深入地理解分子结构和性质。
共价分子的形状
直线型：如CO2、CS2等
三角锥形：如NH3、PCl3等
添加标题
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平面三角形：如BF3、BCl3等
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三角双锥形：如SF6等
分子极性
定义：分子中正 负电荷中心不重 合，导致分子表 现出极性
影响因素：原子 的电负性、成键 方式、分子的空 间构型等
极性分类：永久 极性、偶极矩、 诱导极性等
离子键
定义：离子键是阴阳离子之间的静电作用力 形成条件：通常是活泼金属和活泼非金属元素之间 特点：离子键的强度通常与离子半径成反比，与离子电荷成正比 对物质性质的影响：离子键的强弱决定了物质的熔点和沸点等物理性质
金属键
定义：金属键是金属原子之间通过电子共享形成的化学键 特点：金属键具有较强的方向性和饱和性 影响因素：金属原子的半径、电子密度和金属的电子构型等 实例：金属单质和合金中的化学键
吸收光谱
定义：物质吸收特定频率的光，产 生光谱线
应用：研究物质组成、鉴定元素和 化合物
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类型：原子吸收光谱、分子吸收光 谱
原理：利用不同物质吸收光谱的差 异，进行定性和定量分析
共振光谱
定义：共振光谱学是研究物质与电磁辐射相互作用的科学，通过测量分子吸收 或发射的电磁辐射来分析分子结构和性质。
分子和原子的结构
分子和原子的结构在我们日常生活的这个世界里，物质以各种各样的形式存在着。
无论是我们呼吸的空气、饮用的水，还是构成我们身体的细胞，都由无数微小的粒子组成。
这些粒子就是分子和原子，它们的结构决定了物质的性质和变化。
让我们先来了解一下原子。
原子被认为是化学变化中的最小粒子。
它就像一个小小的“宇宙”，有着自己独特的结构。
原子的中心是原子核，原子核由质子和中子组成。
质子带有正电荷，中子则呈电中性。
围绕着原子核高速旋转的是电子，电子带有负电荷。
电子在原子核外的特定轨道上运动，就好像行星围绕着太阳运转一样。
不同的原子，其质子数是不同的，这也就决定了原子的种类。
例如，氢原子只有一个质子，氧原子则有 8 个质子。
原子的质量主要集中在原子核上，因为质子和中子的质量相对较大，而电子的质量非常小，可以忽略不计。
原子的大小非常小，小到难以想象。
如果把一个原子放大到一个足球场那么大，原子核可能只有一粒豆子那么大，而电子则像在球场中飞舞的尘埃。
接下来，我们再看看分子。
分子是由原子通过一定的作用力，按照一定的次序和方式结合而成的。
可以说，分子是保持物质化学性质的最小粒子。
有些物质是由单原子分子构成的，比如惰性气体氦（He）、氖（Ne）等。
但大多数物质是由多原子分子构成的，比如水分子（H₂O）是由两个氢原子和一个氧原子组成的；二氧化碳分子（CO₂）则由一个碳原子和两个氧原子构成。
分子的结构决定了物质的性质。
例如，氧气分子（O₂）由两个氧原子组成，它能支持燃烧和供给呼吸；而一氧化碳分子（CO）由一个氧原子和一个碳原子组成，它却是一种有毒的气体。
分子之间存在着相互作用力，这使得物质在不同的状态下有着不同的表现。
在固态时，分子之间的距离较小，相互作用力较强，分子只能在固定的位置上振动；在液态时，分子之间的距离稍大，相互作用力较弱，分子可以在一定范围内自由移动；在气态时，分子之间的距离很大，相互作用力非常小，分子能够自由地运动。
当物质发生化学变化时，分子会分解为原子，原子重新组合成新的分子。
第四章 双原子分子结构与性质
于键轴的节面：
_
H2的LUMO: σ
u
+
H2的HOMO: σ
g
π
AO以“肩并肩”方式形成成键
j c j1 1 c j 2 2 c jn n c ji i
i 1
m
ψi 为参加成键的原子轨道; ci由变分法来确定，ci2 为 各原子轨道对分子轨道的贡献。 轨道数目守恒—参与成键的原子轨道数目与形成的分 子轨道数目守恒。
(3) LCAO-MO的基本原则
1 2 1 1 1 E ra rb R 2
4.1.1.2 线性变分法简介
对于多数化学和物理问题, 精确求解Schrö dinger方程是
不现实的, 需要借助于某些近似方法. 变分法是常用方法.
变分原理: 给定一个体系的哈密顿算符, 其最低能量本
征值为E0(尽管E0的真实值通常并不知道). 如果使用满足该
若取键轴为z轴, 则LCAO-MO中对称匹配和对称不匹配的
AO组合如下表:
(ii) 能量相近原则:
能量相近的原子轨道才能有效组成分子轨道(能级差通 常小于15 eV)
两个AO形成两个MO时，AO能级差越小，形成的MO 能级分裂越大，电子转移到低能量的成键MO后越有利。反
之，AO能级差越大，形成的MO能级分裂越小，电子转移
4.1.1.3 H2+ 的Schrö dinger方程的变分求解
R , rb
a a
b b
1
R , ra 1
e
ra
e rb
采用原子轨道的线性组合(LCAO — Linear Combination of Atomic Orbitals)作为尝试变分函数
第四章 分子结构——共价键理论(1)
从分子轨道考察共价键成因：
H2成键、反键轨道可 分别用几种图形表示如下：
2
1
从电子云考察共价键成因：
在成键、反键两种状态下， 电子云可分别用几种图形表示为:
|2|2
|1|2
电子对是“忠诚的伴侣”吗?
浮 想 联 翩
电子配对是最常见的化学成键方式，所以，一种相当 普遍的看法是：未成对的电子倾向于成对，甚至称电子对 是“忠诚的伴侣”。应当注意：这种观点并不正确！ 电子成对并不是由于它们“喜欢”这样作，毕竟，它 们 都是带负电的粒子，即使自旋相反，也仍有库仑排斥。电 子成对是由于它们都想占据低能量空间轨道，而Pauli原理 严禁自旋相同的两个电子进入同一空间轨道，只对自旋相 反的电子开绿灯的结果。若有简并轨道可用，它们倾向于 自旋平行，分占简并轨道，这是Hund规则的基本内容。
(2)成键原理
1931年，Pauling,L.和Slater,J.C.应用量子力学对 H2 的处理结果，并加以发展，提出现代价键理论：
(a)电子配对原理：
键合原子各自提供自旋相反的未成对电子彼此配对，
形成稳定的共价键，电子对为两个原子所共有。
(b)能量最低原理 ：
自旋相反的电子组成的电子对有一定的稳定能，由 于核间电子云密集，体系能量降低。
④ 同年，鲍林为了说明CH4等分子的结构提出轨道杂化 理论( Hybrid Orbital Theory)，进一步对VB法进行补充
⑤1932年，Mulliken,R.S.和Hund,F.应用量子力学对H2+ 的处理结果：(D理 = 255.7 kJ· -1，R0 = 106pm) mol 提出分子轨道理论 (Molecular Orbital Theory) MO法。 ⑥ 1940年，Sidgwick,N.N. 和 Powell 发现：分子或原子团的形状
第四章第二节 氯
怎样制得FeCl2?
（2）、氯气与某些非金属反应
H2+Cl2 点燃 2HCl H2+Cl2 光照 2HCl
2P + 3Cl2（少量）
点燃 点燃
2PCl3 (液态)
2P + 5Cl2（过量）
l5 (固态)
氯气与金属反应时，是实实在在的得电子， 而在与非金属（如H2）反应时，氯原子和氢原 子都想得电子，最后双方为了达到稳定，形成 共用电子对。 即使这样，形成的共用电子对还 是偏向氯，偏离氢，从而使氯显-1价。
D
(2)是
新制氯水中HClO具有漂白性，使红色溶液褪色 _____________________________________________
例3：如图所示，A处通入湿润的Cl2，关闭B阀时， C处的红布看不到明显现象，当打开B阀后，C处红 AB B 布条逐渐褪色，则D中装的是 A．浓H2SO4 A B．NaOH溶液 C．H2O D．饱和NaCl溶液
2、发生装置
固+液(加热)型 有关仪器的名称:铁架 台(带铁圈、铁夹)、酒 精灯、石棉网、烧瓶、 双孔塞、分液漏斗、玻 璃导管。 组装时必须由下到上， 从左到右。
3、收集装置
a. 向上排空气法
b. 排饱和食盐水法
4、尾气吸收
氯气有毒，会污染空气，故用饱和 氢氧化钠溶液吸收。
饱和NaOH
Cl2 + 2NaOH == NaCl + NaClO + H2O
6.5~8.5
≤5度 ≤1000个/mL
大肠菌群 硫酸铜剂量
≤18个/mL 0.25~0.50mg· L-1,最大加药量不超过1.0mg· L1
请参考表中有关信息回答以下问题:（游离性余氯：包括ClO-及HClO） 1、游泳池一般用漂白精作为消毒剂，其有效成分为Ca(ClO)2，把它撒到水 中，起消毒作用的是 。 2、池中加入硫酸铜的目的是 铜的剂量过大会对人体产生有害作用，其原因是 ，如果加入硫酸 。
第四章 卤素
3、化学性质： 、化学性质： （1）与金属反应 ）
Cu + Cl2 = CuCl2（棕黄色烟） 棕黄色烟） 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 （可以用钢瓶储运液氯） 可以用钢瓶储运液氯）
（2）与非金属反应 ）
点燃
点燃
H2 + Cl2 = 2HCl（苍白色火焰） 苍白色火焰） 光照 H2 + Cl2 = 2HCl( 爆炸） 爆炸）
6、收集装置： 、收集装置： 向上排空气法 7、尾气处理： 、尾气处理： NaOH溶液 溶液
排饱和食盐水法
工业制法(电解饱和食盐水）： 工业制法 电解饱和食盐水）： 电解饱和食盐水 2NaCl+2H2O = 2NaOH+H2↑+Cl2↑
主目录
电解
三、氯离子的检验 被检测 溶液 加硝酸 酸化 滴入少量 硝酸银溶液 产生白色 沉淀
500℃
高温、持 续加热
主目录
结论：F Cl Br I 随着核电荷数的 增多，原子半径的增大 1. 与氢气反应的剧烈程度逐渐减弱 2. 生成的氢化物的稳定性也逐渐降 低
主目录
可逆反应
H2+I2===2HI
通常我们把向生成物方向进行的反应叫做正反应， 把向反应物方向进行的反应叫做逆反应
可逆反应： 同一条件下 可逆反应： 在同一条件下，既能向正 反应方向进行，同时又能向逆反应方 反应方向进行，同时又能向逆反应方 向进行的反应叫做可逆反应 可逆反应。 向进行的反应叫做可逆反应。
主目录
二、氯气的实验室制法 （ 1、原理： 4HCl（浓）+MnO2=MnCl2+2H2O+Cl2↑ 、原理： 2、药品： 浓盐酸、MnO2 、药品： 浓盐酸、 3、条件： 加热 、条件： 4、发生装置： 液+固 → 气体 、发生装置： 固 5、净化装置： 、净化装置：
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分子的极性
概念： 以分子中正负电荷重心是否重合为依据。 重合——非极性分子； 不重合——极性分子 如何确定分子的极性： a.同种元素双原子分子为非极性分子 b.不同元素双原子分子为极性分子 c.多原子分子看分子构型
三、杂化轨道理论
22s22p 12p 1 C:1s x y
碳原子一般都是四价，即形成四个共
四个量子数n、l、m、ms组合一定后，该电子的运 动状态就完全确定了。也就是说原子中每个电子 的运动状态可以用n，l，m，ms四个量子数来描述。 （注意：光谱符号与四个量子数的对应关系以及 四个量子数的合理组合）
小结： • 一个原子轨道可由n,l,m 3个量子数确定。 • 一个电子的运动状态必须用n,l,m,ms 4个 量子数描述。 • n：决定电子云的大小 • l：决定电子云的形状
第四章
1. 2.
物质结构基础
原子结构 分子结构
3.
分子间作用力
原子结构
核外电子的运动状态 核外电子的排布
“结构决定性质”。不同物质在性质上
的差异是由于物质内部结构不同而引起
的，对化学变化而言，原子核并不发生 变化，只涉及到核外电子运动状态的改 变。因此要了解物质的性质及其变化规 律，首先必须了解原子的内部结构，特 别是核外电子的运动状态
1.原子结构
原子的组成
质子(Z) →带正电
原子核 原子 (A)
中子(N)→不带电 电子(Z)→带负电，m→0
原子组成表示法： （质子数+中子数）质量数→ A （原子序数）核电荷数→Z
M 符号
原子结构示意图
原 子
电子层
原子核
电子层
原子核
质子、中子
电子亚层
s 亚层 p 亚层 d 亚层
……
电子亚层
波函数
Schrö ndinger 方程 ——描述微观粒子运动状态
8 m 2 2 2 (E V ) 0 2 x y z h
2 2 2 2
Ψ-波函数 E-系统的总能量 V-体系的总势能 m-电子的质量
波函数
(x,y,z)= (r,,)
1 2
0
3
0 1 0 1 2
2s 2p 3s 3p 3d
0 -1、0、+1 0 -1、0、+1 -2、-1、0、+1、+2
1 3 1 3 5
9
原子结构示意图
原 子
电子层
原子核
电子层
原子核
质子、中子
电子亚层
s 亚层 p 亚层 d 亚层
……
电子亚层
质子 中子
原子轨道
s 亚层（1个） p 亚层（3个） d 亚层（5个）
（2）角量子数
(angular quantum number)
【符号】： l 。 【意义】：表示原子轨道（电子云）的形状 ；表示 同一电子层中电子能量高低不同分为若 干能级→电子亚层(subshell) 【取值】： l = 0， 1， 2，…，n-1(共n个值) 【表示】： s p d f 形状： 球 双球 花瓣 【注意】：n ,l 同的电子属于同一能级； n ,l 任一不同的电子能量高低不等。
例如：第四能级组
4s < 3d < 4p n + 0.7l 4.0 4.4 4.7 第六能级组 6s < 4f < 5d < 6p n + 0.7l 6.0 6.1 6.4 6.7
【能级组】
不同能级组能 量差别大， 同一能级组 内各能级之
间能量差别
小。
三、核外电子的排布规律 1. Pauli不相容原理
2. 【能量最低原理/构造原理】
（building-up principle或Aufbau principle）
基态原子电子排布时，总是先占据能量最低的 轨道。当低能量轨道占满后，才排入高能量的 轨道，以使整个原子能量最低。 • • 例1：H ：1s1；He ：1s2；Li ：1s22s1。 例2： 19K：1s22s22p63s23p64s1（K、L、M电子 层填充了18个电子以后，其后的电子不是填充 3d轨道，而是占据4s轨道，因为E4s＜E3d ）。
成键p轨道平行重叠，重叠 程度较小
1、电子云呈块状，通过键轴有 一对称面，电子云分布在平面上 下方 2、不能自由旋转 3、键能小，键不稳定 4、易被极化
键的极性
非极性共价键 成键电子云无偏向、正负电 荷重心重合的共价键。
极性共价键 成键电子云有偏向、正负电 荷重心不重合的共价键。 成键原子间电负性差值越大，键的极性越大； 离子键可以看成是极性键的极限。
3.洪特规则 A、在简并轨道（原子中能级相同的轨道）上 电子的排布，电子尽可能分占不同的简并轨 道，且自旋平行（方向相同）。例6C 、7N B、在简并轨道上的电子排布处于全充满(p6、 d10、f14)、半充满(p3、d5、f 7)或全空的状态 时，原子具有较低的能量和较大的稳定性。 例24Cr、 29Cu、 42Mo、47Ag。
基态多电子原子轨道的近似能级 6p
能级组
6s
5s
能量
5d
4d 3d
4f
6 5
5p 4p
4
3
4s
3s
2s 1s
3p
2p
2
1
激发态不受此限制。例1s12s1
例 用s，p，d，f等符号写出下列各元素原子 基态的电子层结构。 16S 12Mg 解：16S：1s22s22p63s23p4
Mg：1s22s22p63s2 12
分子结构 一、化学键的概念
化学键：分子或晶体中相邻原子间强烈的 相互作用力。 离子键：以阳离子和阴离子之间静电引力 形成的化学键。 金属键： 金属中金属原子靠核外电子连接 在一起。 共价键：分子中原子间通过共用电子对形 成的化学键。(包括配位键)
共价键的本质
共价键的本质——两原子互相接近时， 由于原子轨道重叠，两原子共用自旋相反的 电子对，使体系能量降低，而形成化学键
价键，从实际情况看，这四个键是等同的。
价键理论无法对事实作出合理解释。
1931年，鲍林（Pauling L）提出原子轨道杂 化理论。 C： 1s22s22px12py1
相互影响、相互混合 2px 2s 2py 2pz
C:1s22s22px12py1
碳原子轨道的这种转化过程成为碳原子的杂化。
杂化轨道(hybrid orbital)：
……
电子轨道示意图
s 亚层（1个）
球形
p 亚层（3个）
哑铃形
d 亚层（5个）
纺锤形
如：1s,2s,3s
如：2p,3p,4p
如：3d,4d
注意：每一电子层上的电子亚层的种类随着电子 层数的增加而增加。
（4）自旋量子数ms 可取的数值：+1/2、-1/2。常用↑、↓符号 表示电子自旋的两种取向。 物理意义：电子自旋方向。
（2）角量子数l
可取的数值：0 ~ n-1的整数(n个取值) n 1 2 l 0 0 1 符号 1s 2s 2p 3 0 1 3s 3p 4
2 3d
0 1 2 4s 4p 4d
3 4f
物理意义：l值决定轨道或电子云的形状； 在多电子原子中，角量子数是决定电子能量的次 要因素。n和l值相同的各轨道，统称为一个亚层。
在成键的过程中，由于原子间的相互影响，
同一原子中几个能量相近的不同类型的原子轨
道可以进行线性组合，重新分配能量和确定空 间方向，组成数目相等的新原子轨道，这种轨 道重新组合的方式称为杂化（hybridization),杂 化后形成的新轨道称为杂化轨道（hybrid
二、核外电子的运动状态的描述 电子云
用小黑点的疏密程度来形 象地描述电子在原子核外 空间各点出现的几率密度 的大小的图象。
电子云界面图
1s电子云等密度面和界面图
电子在某界面以内出现的几率很大(90%以上)时， 该界面图形称为电子云界面图。
波函数和原子轨道
波函数是描述核外电子运动状态的数学函数。波函 数的空间图象称为原子轨道（可理解为在核外空间 找到电子的可能区域）。
•
例：24Cr：1s22s22p63s23p63d44s2
Cu：1s22s22p63s23p63d94s2 29 Cr：1s22s22p63s23p63d54s1 24 Cu：1s22s22p63s23p63d104s1 29
｝
例、下列各元素基态原子的电子层结构的写 法各违背了什么原理？写出正确的电子层结 构式。 （1）5B：1s22s3 （2）7N：1s22s22px22py1 （3）4Be：1s22p2
能级交错
• n 、l都不同，一般n越大，能 级愈高。但有反常现象，如 E4s＜E3d，称为能级交错。
Pauling 的近似能级图： E1s ＜E2s ＜E2p＜E3s ＜E3p ＜E4s＜E3d＜E4p＜…
•
同一能级组：ns < (n-2)f < (n-1)d <np
徐光宪的能级高低的近似原则： n + 0.7l
重点掌握： 20号以内各元素核外电子排布规则 特别是C、N 、O的核外电子排布规则！
四、元素的电负性
元素的原子在分子中吸引成键电子的能力。 规定标准：氟4.0（锂1.0） 元素的电负性愈大，表示该元素原子吸引电 子的能力愈大，生成阴离子的倾向愈大。反 之，吸引电子的能力愈小，生成阳离子的倾 向愈大。 同一周期内从左到右，元素的电负性逐渐增 大，同一主族内从上至下电负性减小。
共价键的类型
根据形成共价键时原子轨道的重叠方式不同：可分为σ键和π键
σ键
存 在 形 式 性 质
可以单独存在，存在于任 何共价键中
π键
不可以单独存在，只能与σ 键同时存在