电子云PPT课件

.,1,电子云,电子云是一个形象的比喻，不是实质性的云雾，不能理解为由无数电子组成的云雾。应该指出，氢原子核外只有一个电子，也仍可以用电子云来描述。电子云表示单位体积内，电子出现的几率密度。单独一个小黑点没有任何意义。,.,2,电子云界面,如果把电子云密度相同的各点联成一个曲面，作为电子云的界面，使界面内电子出现的几率很大，界面以外电子出现的几率很小，这种图形称为电子云界面图。,.,3,电子层、亚层,电子层表示两方面意义：一方面表示电子到原子核的平均距离不同，另一方面表示电子能量不同。K、L、M、N、O、P电子到原子核的平均距离依次增大，电子的能量依次增高。亚层也表示两方面意义：表示电子云形状和能量不同。s电子云：球形p电子云：无柄哑铃形d和f电子云形状复杂。s、p、d、f电子能量依次增高。,.,4,轨道的意义,轨道：电子云所占据的立体空间，称为轨道。轨道的大小、形状分别由电子层、亚层决定。除了s电子云是球形外，其余亚层的电子云都有方向，有几个方向就有几个轨道。每一个原子核外都有许多电子层、亚层，因此，每个原子核外都有许多轨道。p、d、f亚层的电子云分别有3个、5个和7个伸展方向。因而分别有3、5、7个轨道：3个p轨道、5个d轨道和7个f轨道。它们的能量完全相同；电子云形状也基本相同,.,5,电子在空间不同方向上出现的几率密度大小可用电子云的界面图表示，它描述了电子的几率密度分布的方向性。通过电子云图可知：,S电子云是球形对称的，表明s电子在各个方向出现的几率相同。,.,6,.,7,.,8,.,9,.,10,p电子云角度分布图的空间取向,.,11,能级的概念,在电子层、亚层、轨道和自旋这四个方面中，与电子能量有关的是电子层和亚层。因此，将电子层和亚层结合起来，就可以表示核外电子的能量。核外电子的能量是不连续的，而是由低到高象阶梯一样，每一个能量台阶称为一个能级。因此，1s、2s、2p分别表示一个能级。,.,12,.,13,电子排布式和轨道表示式,核外电子排布情况有两种表示方法：电子排布式和轨道表示式。电子排布：Fe：4s23d6（1s22s22p63s23p64s23d6）轨道表示式,.,14,一.路易斯结构式,美国化学家路易斯认为:,构成物质的两个原子各取出一个电子配成对，通过这种共用电子对的相互结合来形成物质。,路易斯又把用“共用电子对”维系的化学作用力称为共价键。后人称这种观念为路易斯共价键理论。,分子中除了用于形成共价键的键合电子外，还经常存在未用于形成共价键的非键合电子，又称孤对电子。后人把这种添加了孤对电子的结构式叫路易斯结构式。,稀有气体最外层电子构型是一种稳定构型，其它原子倾向于共用电子而使它们的最外层转化为稀有气体的8电子稳定构型八隅律。,.,15,第三节共价键,(一)现代价键理论要点1成键两原子接近时，只有各自提供自旋方向相反的单电子才能彼此配对，形成稳定的共价键。,.,16,2自旋方向相反的单电子配对成键后，就不能再和其它原子的单电子配对。所以，每个原子所能形成的共价键数目取决于该原子中的单电子数目。这就是共价键的饱和性。,.,17,3成键电子的原子轨道重叠愈多，两核间的电子云密集愈多，形成的共价键愈牢固。这称为原子轨道最大重叠原理。因此，原子间总是尽可能地沿着原子轨道重叠最大的方向成键。,.,18,原子轨道中，除S轨道呈球形对称无方向性外，p、d等轨道都有一定的空间取向，在成键时，它们只有沿一定的方向靠近才能实现轨道间最大程度地重叠。所以共价键具有方向性。,.,19,（二）共价键类型,根据原子轨道最大重叠原理，两个原子在形成稳定的共价键时，有两种不同类型的成键形式。,.,20,若原子轨道沿键轴（S轴）方向以“头碰头”方式重叠，如SS，SPx，PxPx重叠，所形成的共价键称为键，这种键的电子云以圆柱形沿键轴对称分布。,.,21,若原子轨道以“肩并肩”方式重叠，如两个相互平行的Py一Py，PzPz重叠，所形成的共价键称为键。键的电子云垂直于键轴呈镜面反对称分布。,.,22,键与键的差异,键的轨道重叠程度较键大，故键的键能大，稳定性高；键的稳定性低，电子的活泼性较大，是化学反应的积极参予者。一般，共价单键是键，双键中有一个键和一个键，三键中有一个键键和两个键。,.,23,想一想,根据VB法，对于CH4分子来说，由于C原子的电子构型是1s22s22px12py1，只有两个未成对电子，只能形成两个共价键，而且键角应该是大约90。对于水分子来说，两个OH键间的夹角也应当大约是90。可实验证明，甲烷分子中CH键间的夹角为109.5，水分子OH键间的夹角为104.5，而且具有上述空间构型的水分子和甲烷分子都相当稳定。为什么呢？如何解释？,.,24,基本要点：形成分子时，中心原子的若干能量相近的不同类型的原子轨道会重新组成一组新轨道的过程叫杂化。能量相近：nsnpnd，(n-1)dnsnp,杂化轨道鲍林提出。是对VB法的发展。,.,25,杂化轨道：杂化后形成的新轨道。杂化轨道数目=参与杂化的原子轨道数形成的新的杂化轨道的成键能力和能量是一样的。杂化前后轨道数目不变。杂化后轨道伸展方向、形状发生改变。新,斥力最小,杂化轨道成键时要满足最大重叠原理。杂化轨道成键时要满足最小排斥原理。键对离得越远越好键角越大越好,.,26,电子对数目：2，3，4,.,27,四个sp3杂化轨道,.,28,三个sp2杂化轨道,.,29,两个sp杂化轨道,.,30,sp3d2杂化,.,31,sp3d杂化,.,32,sp3d2杂化,.,33,中心原子的轨道数,中心原子的杂化轨道,中心原子的杂化轨道数,杂化轨道形状,实例,s,p,p,s,p,sp,sp2,2,3,HgCl2,BF3,重要的杂化轨道及其形状(1),.,34,中心原子的轨道数,中心原子的杂化轨道,中心原子的杂化轨道数,杂化轨道形状,实例,s,p,p,p,d,s,p,p,p,sp3,sp3d,4,5,CCl4NH4+,PCl5,重要的杂化轨道及其形状(2),.,35,判断共价分子结构的一般规则,1.确定在中心原子（A）的价电子层中的总电子数：2.根据中心原子A周围的价层电子对数，找出相对应的价层电子对的理想几何构型3.确定中心原子的孤电子对数，推断分子的空间构型。,.,36,价层电子对的空间构型与价层电子对数目的关系如下表所示：,氧族元素（A族）原子作为配位原子时，可认为不提供电子（如氧原子有6个价电子，作为配位原子时，可认为它从中心原子接受一对电子达到8电子结构），但作为中心原子时，认为它提供所有的6个价电子；,.,37,如果讨论的是离子，