高二培训(吴国庆)高中化学b3核心知识精要

1、高中化学B3物质结构与性质核心知识精 要,20101126 河南 吴国庆 Email: ,物质结构层次和核心概念,一、物质结构的四个层次 （1）原子结构层次 （2）分子结构层次 （3）晶体结构层次 （4）超分子层次 二、高中化学选修课程B3模块的核心概念 （1）原子结构：原子轨道 电子排布 元素周期系 原子参数 （2）分子结构：价键轨道 立体构型 杂化 键参数 （3）晶体结构：晶胞 原子堆积 晶体分类 晶格能 （4）超分子层次：分子间作用 离子键和配位键 配合物,提 纲,一、电子排布 二、原子轨道 三、价键轨道 四、分子立体构型 五、杂化轨道 六、晶胞 七、堆积模型,教学过程： 1。能层与能级

2、符号体系 2。构造原理 3。违背构造原理的电子排布 4。离子 5。能量最低原理 6。原子轨道 7。泡利原理 8。洪特规则,一、电子排布,教学目标 电子排布式 如：Na 1s22s22p63s1 电子排布图 如： C 1s 2s 2p,电子排布式,电子排布图,1s,2s,2p,3s,3p,3d,4s,4p,4d,4f,5s,5p,5d,5f,K,L,M,N,O,6s,7p,P,Q,6p,6d,7s,1H 1s1 2He 1s2 3Li 1s22s1 4Be 1s22s2 5B 1s22s22p1,能 级 s p d f 电子数 2 6 10 14,能 层 K L M N O P Q 能级数 1

3、2 3 4 5 6 7,能层能级与构造原理,电子排布式练习题,1. 写出基态氧原子的电子排布式,O 8 1s 2s 2p,2,2,4,2. 写出基态铁原子的电子排布式,Fe 26 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s,2,2,6,2,6,2,6,Fe的价电子排布式应写成 3d64s2 还是写成 4s23d6 ? 为什么？,二、原子轨道,原子轨道，通俗地讲，就是原子核外电子经常出现的区域。 原子轨道的图形是电子云的轮廓图。 原子轨道三要素： 大小。 形状。 取向。 各能级的原子轨道的名称和数目。,电子云和原子轨道（动画 电子云生成动态演示）,能层越高电子云越扩散,s、p、d 电子云形状不同,

4、s 能级的电子云呈球形 p能级的电子云呈纺锤形 d、f能级轨道更复杂,电子云图,只对教师不对学生,p 轨道的取向,s、p、d、f各能级的轨道数不同规律：1-3-5-7-9-,能层 能级 轨道数 轨道名称 K 1s 1 1s L 2s 1 2s 2p 3 2px 2py 2pz M 3s 1 3s 3p 3 3px 3py 3pz 3d 5 N 4s 1 4s 4p 3 4px 4py 4pz 4d 5 4f 7 O 5s 1 5s 5p 3 5px 5py 5pz ,只对教师不对学生,一、电子排布（续） 电子排布图,泡利原理 每个原子轨道最多只能容纳2个电子，而且它们的自旋方向相反。 自旋。

5、洪特规则：电子填入简并轨道将优先分占而不配对，而且自旋方向相同。,H 1s1,He 1s2,Li 1s22s1,Be1s22s2,B 1s22s22p1,C He2s22p2,N He2s22p3,O He2s22p4,F He2s22p5,Ne He2s22p6,Na Ne3s1,Al Ne3s23p1,电子排布图,C:电子排布图.swf 能量最低原理（整个原子的能量最低）。 泡利原理（一个原子轨道只能容纳两个电子，而且它们的自旋方向相反）。 洪特规则（电子优先分占简并轨道且自旋方向相同）。 正离子的电子排布图（原子优先失去最外层电子） 不符合构造原理的个别元素（重点：铜银金和铬）。,正离子

6、的电子排布图,Fe3+,Fe 26 Ar3d64s2,Ar3d5,违背构造原理的基态原子组态,第四周期 Cr 3d54s1 Cu 3d104s1 第五周期 Nb 4d45s1 Mo 4d55s1 Ru 4d75s1 Rh 4d75s1 Pd 4d105s0 Ag 4d105s1 第六周期 La 5d16s2 Ce 4f15d16s2 Gd 4f75d16s2 Pt 5d96s1 Au 5d106s1 第七周期 Ac 6d17s2 Th 6d27s2 Pa 5f26d17s2 U 5f36d17s2 Np 5f46d17s2 Cm 5f76d17s2,半满规则和全满规则,有关第 1 章的几句悄悄

7、话,1。为什么第1 章一开始要引入开天辟地？ 2。为什么人教版B3书里没有提波粒二象性、四个量子数、波函数？高考考不考这些概念？ 3。B3书提到原子光谱仅仅是为了扩大视野吗？ 4。电子云是概率分布还是概率密度分布？ 5。构造原理是电子按能量高低填入原子轨道吗？ 6。什么是能量最低原理的正确表述？ 7。这样写出正离子的价电子排布图？ 8。Fe3+因半满而稳定吗？Cr+、Mn2+的电子排布？它们也因半满而稳定吗？Eu2+和Eu3+哪个稳定？ 9。怎样解释氧的第一电离能小于氮的第一电离能？,只对教师不对学生,三、价键轨道,s 键 s-s s 键 s-p s 键 p-p s 键,p 键 p-p p 键

8、,共价键的组成,1。所有单键都是 s 键。 2。双键由 1 个 s 键和 1 个 p 键组成。 3。三键由 1 个 s 键和 2 个 p 键组成。 例： H2 分子中共价键。 H-H HCl 分子中的共价键。 H-Cl Cl2 分子中的共价键。 Cl-Cl H2CO 分子中的共价键。 O=C N2 分子中的共价键。 NN 除 s 键和 p 键外还有其他类型的共价键。,H,H,四、分子的立体构型,分子立体构型指分子中原子的几何关系。 分子的立体构型可用实验测定。 可用 VSEPR 理论预测分子的立体构型。 用VSEPR理论预测分子立体构型的步骤： 1. 由分子式确定分子的类型AXn 2. 确定中

9、心原子的未键合电子数得AXnEm 3. AXnEm = AYm+n 4. m+n = 2 3 4 5 6 直线形 平面 正 三角 正 三角形 四面体 双锥体 八面体 5. 由VSEPR模型得出分子立体构型。,五、杂化轨道理论,杂化轨道理论是价键理论的一部分，是对分子立体构型的解释。 杂化轨道是中心原子的原子轨道的混杂。,杂化轨道flash动画.swf,杂化轨道的确定,单就分子式不能确定中心原子的杂化轨道。因为杂化轨道是用于构建 s 轨道的。s 轨道除用于构建 s 键外还用于构建未键合电子（孤对电子）占据的轨道。 杂化轨道可由 VSEPR 模型确定。 AXnEm,n 由分子式确定 （无需结构式！

10、）,m = (a-nb)/2 对于离子 m = (aq-nb)/2,中心原子价电子数,端位原子能接受的电子数,减去正离子电荷 加上负离子电荷,VSEPR模型和杂化轨道例解之一,H2O 分子的VSEPR模型分子立体构型,H2O,= AX2E,2,m = (6-2x1)/2 = 2,理想VSEPR模型 正四面体,分子立体构型 折线形（角形）,sp3,理想VSEPR模型畸变 lp-lplp-bpbp-bp,lone pair,bonding pair,从VSEPR模型过渡到杂化轨道模型,杂化轨道flash动画.swf,VSEPR,AY2 AY3 AY4,杂化轨道,sp,sp2,sp3,CH4 NH4

11、+ SO42-,NH3 SO32- H3O+,H2O ClO2-,CO2 HCN N3-,实 例,SO3 CO32- CH2O B(OH)3,SO2 O3 NO2 NO2-,多中心分子杂化轨道例解,练习： 1。确定 CH3CH3 的碳原子的杂化轨道。 2。确定 H2C=CH2 的碳原子的杂化轨道。 3. 确定 HCCH 的碳原子的杂化轨道。 3。确定 H2O2 的氧原子的杂化轨道。,H2NOH,AX E,3,1,sp3,AX E,2,2,sp3,Chemsketch 软件,Chemsketch 是加拿大一家 软件公司开发的免费软件，可用以制作分子立体模型。 该软件可从 网站下载。,有关第 2

12、章的几句悄悄话,1。除了 s 键和 p 键外还有什么共价键？ 2。为什么要用对称性来定义s 键和 p 键？ 3。单根据分子式能否确定杂化轨道类型？ 4。确定杂化轨道类型是否需要涉及激发过程？ 5。为什么要通过VSEPR来确定杂化轨道？ 6。VSEPR 理论的价层电子对的定义是什么？ 7。VSEPR 模型等于分子立体构型吗？ 8。建立VSEPR 模型需要画出分子结构图吗？ 9。什么是路易斯结构式？ 10。1个分子能画出几个合理的路易斯结构式意味着什么？,六、晶胞,晶胞是晶体微观结构的代表物。 平移性是晶体基本性质。晶胞具有平移性。,晶胞有什么特征？,1。 晶胞在晶体微观空间里是无隙并置的。 2。

13、晶胞都是平行六面体。 3。 晶胞的八个顶角必相同。 4。 晶胞的平行面必相同。 5。 晶胞的平行棱必相同。 6。 晶胞是八个顶角相同的最小平行六面体。 7。 一种具体晶体的晶胞的多样性和唯一性。 （第7点只需教师自己掌握）,晶胞举例,七、原子堆积模型,非密置层,密置层,三维垛积,三维垛积,非密垛积,密垛积,两层密垛积,三层密垛积,三层为一周期最密堆积的晶胞,有关第3章的几句悄悄话,1。晶胞一定是晶体微观结构中最小的基本单元吗？ 2。氯化钠晶胞的顶角原子取钠原子还是取氯原子？ 3。晶胞的顶角一定有原子吗？ 4。氯化铯晶胞是体心晶胞吗？ 5。干冰晶胞是面心立方晶胞吗? 6。“六方晶体”是个什么概念

14、？ 7。将晶体分为四大类的基础是什么？ 8。什么是晶体结构类型？,干冰是不是面心晶胞？,只对教师不对学生,CaTiO3、FeS2、Cu2S、CO2都具有简单立方晶胞,简单立方是点阵类型的概念，简单立方的一个点阵点不一定是1个原子,只对教师不对学生,面心立方是点阵类型的概念,NaCl、金刚石、萤石、尖晶石都具有面心立方晶胞,六方晶胞和六方晶系,具有六方晶胞的晶体不一定属于六方晶系。 A1型（hcp）具有六方晶胞，属于六方晶系。 水晶也具有六方晶胞，却属于三方晶系。 三方晶系不一定具有菱方晶胞。 方解石属于三方晶系，具有菱方晶胞。 水晶也属于三方晶系，却具有六方晶胞。 注意: “六方晶体”不是一个晶体学术