第六章 原子结构与元素周期律.doc

无机化学单元串讲（三）一、单元概述及学习要求 本单元包括第六、七、八章的内容。第六章 原子结构与元素周期律1. 了解原子核外电子运动状态的基本特点，了解原子轨道和电子云的概念；2掌握四个量子数的意义及取值规则；3掌握原子核外电子排布的原理和主族元素及第四周期过渡元素原子的核外电子排布，了解原子的电子层结构与元素周期表、元素性质之间的关系。第七章 化学键与分子结构1了解化学键的含义及其基本类型，熟悉离子键、共价键的形成条件、特征和共价键的类型；2熟悉杂化轨道理论的要点，掌握以sp、sp2和sp3杂化轨道成键分子的空间构型；3掌握范德华力和氢键的概念，并说明其对物质某些性质的影响。第八章 配位化合物1掌握配位化合物的组成及其有关基本概念，能对简单配合物按化学式命名，或按名称写出化学式；2熟悉配合物价键理论的基本内容、配合物的空间构型、磁性；3熟悉溶液中配位平衡的基本规律及其影响因素，用配位平衡常数进行简单的计算；4了解螯合物的概念及其特殊稳定性以及配合物在医药学方面的应用。二、单元重难点1.重点：原子核外电子排布的原理和主族元素及第四周期过渡元素原子的核外电子排布。2.难点：杂化轨道理论和配合物价键理论。三、单元讲解（一） 原子核外电子的运动状态1 原子轨道和电子云2四个量子数(主量子数n、角量子数l、磁量子数m、自旋量子数si)的概念、物理意义、相互关系及取值范围主量子数n主要决定轨道能量的高低和电子层，其数值可以取1开始的正整数。角量子数l决定轨道亚层或所在能级，其取值可以取0到（n-1）的正整数。当主量子数n确定后，轨道亚层数l便可取0、1、2、-（n-1）个值，相应有n个亚层。l取值与原子轨道的形状有关，l取0时，亚层符号为s，s亚层的原子轨道呈球形；l取1时，亚层符号为p，p亚层的原子轨道呈哑铃状。磁量子数m决定轨道的伸展方向，即表示同一亚层中的轨道数，其数值可取从+l到-l包括0在内的整数，因此m可取2l+1个数值，在每一个亚层中有2l+1个轨道。自旋量子数si表示电子的自旋运动状态，它只有 和 两种取值。（二） 原子核外电子排布与元素周期律1 多电子原子的能级；原子轨道近似能级图。多电子原子的能级相对高低由主量子数n和角量子数l同时确定；原子轨道近似能级图将能级高低相差较近的能级划分为n个能级组，这些能级组与元素周期表的周期划分相对应。2 核外电子填充原则：能量最低原则、泡利不相容原则和洪特规则。对常见元素应熟练掌握根据原子序数写出原子的电子排布式，由原子的电子排布式推出元素在周期表中所处的位置（周期、族和区）。3 原子的电子层结构与元素周期系。（1） 原子的电子层结构与周期、族的关系（2） 原子的电子层结构与元素的分区核外电子排布呈现周期性的变化规律，这是元素性质周期性变化规律的内在本质，元素周期表是元素周期律的表现形式，根据原子电子层结构的特点和最后充填电子进入的亚层，可以把周期表中的元素划分为s、p、d(ds)和f几个区，以便于从原子结构本质上认识元素在周期表中的位置。在化学反应中，决定原子性质的是最外层或次外层的电子和相应的空轨道，分别称其为价电子和价轨道。（三） 原子结构与元素基本性质的周期性：原子半径、电离能、电子亲和能、电负性。选择元素的这些性质讨论其周期性变化规律，目的是从总体上认识元素性质与原子结构的关系，理解元素性质是其原子结构的反映。（四） 化学键的基本类型（离子键、金属键、共价键）和特征；.离子键的实质是原子得到或失去电子后所形成的正、负离子间的静电引力；金属键则是金属中的自由电子与金属正离子之间的作用力。这两种化学键都没有方向性和饱和性。1 共价键共价键是原子间通过共用电子对（电子云重叠）而形成的化学键。 共价键理论共价键的形成、本质，共价键的两个基本特征：方向性和饱和性。共价键的基本类型： 键、 键、配位键；极性共价键与非极性共价键；键参数（键能、键长、键角） 杂化轨道理论杂化轨道理论的基本要点：（1）杂化是在同一原子中能量相近的几个原子轨道的叠加、混杂，组成能量相等、空间伸展方向对称、成键能力更强的新原子轨道；（2）原子轨道杂化时，一般可以使参加杂化的原子轨道中的成对电子激发到参与杂化的空轨道中成单电子；（3）有多少个原子轨道发生杂化，便形成多少个杂化轨道。杂化轨道的类型： sp、sp2、sp3杂化；等性杂化和不等性杂化，能通过举例加以说明；各种杂化轨道的空间构型和分子的空间构型。2. 分子间力和氢键分子间力的种类：取向力、诱导力、色散力，三种力的本质都是电性引力。应用分子间力和氢键知识解释物质的某些性质，如熔点、沸点、溶解度等。氢键的形成，氢键可以在同种分子间形成，也可以在不同分子之间形成，还可以在分子内形成。氢键的特点，应用氢键知识解释物质的某些性质，如熔点、沸点、溶解度等。（五）配位化合物基本概念：定义、组成（中心原子或离子、配位体、配位原子、配位数）、命名、类型。应熟练掌握根据化学式进行命名和根据名称写出化学式。（六） 配合物的价键理论1 价键理论的基本要点为（1）配体与中心离子以配位键相结合，其本质仍属共价键。（2）形成配合物的必要条件是：配体必须具有孤对电子，中心离子（或原子）必须有适当的空轨道。（3）配合物形成时，中心离子用来接受配体孤对电子的空轨道必须发生杂化。（4）中心离子用来形成杂化轨道的原子轨道，可以是最外层轨道，也可以包括部分次外层d轨道，形成的配合物分为外轨型和内轨型两种，通常内轨型配合物较为稳定，在溶液中较难解离。2 中心原子轨道杂化和配离子的空间构型：sp直线、sp2平面三角形、sp3四面体、dsp2平面正方形、d2sp3或sp3d2八面体3 内轨型和外轨型配合物的形成与性质物质磁矩与原子或分子未成对电子数n之间的近似关系为 。一种配合物究竟是内轨型还是外轨型，一般依据磁矩降低与否来确定。内轨型配合物中心离子成键d轨道单电子数减少，其磁矩比自由离子降低；而外轨型配合物中心离子(n-1) d轨道单电子数未变，其磁矩不降低。（七）水溶液中的配位平衡1 配位平衡常数（K稳或K不稳）K稳愈大，表示配离子愈易生成，愈稳定。对于同一个配离子，K稳与K不稳互为倒数。K稳= 2应用配位平衡常数进行的计算（计算配合物溶液中各种离子浓度，通过计算