药用化学基础药用化学基础1高级教学 《《药用基础化学药用基础化学》》是药学类高职高专的一门是药学类高职高专的一门重要的专业基础课从药物的开发研制、合重要的专业基础课从药物的开发研制、合成筛选、临床试验、中试生产、申报上市到成筛选、临床试验、中试生产、申报上市到市场销售，从整个过程的各个环节看，都需市场销售，从整个过程的各个环节看，都需要化学知识、原理和技能作基础因此药学要化学知识、原理和技能作基础因此药学类的各专业（药物制剂、化学制药、生物制类的各专业（药物制剂、化学制药、生物制药、药品检验、中药、食品药品监督管理、药、药品检验、中药、食品药品监督管理、医药营销、医药信息管理等）都将医药营销、医药信息管理等）都将《《药用基药用基础化学础化学》》课程作为专业基础课课程作为专业基础课2高级教学 分析高职高专学分析高职高专学生在医药行业各生在医药行业各职业岗位群应具职业岗位群应具备的化学知识、备的化学知识、技能技能对无机化学、对无机化学、分析化学、物分析化学、物理化学进行整理化学进行整合、优化重组合、优化重组药物合成、生产反应所必需的化学反应原理知识；药物合成、生产反应所必需的化学反应原理知识；药物作用原理所必需的物质结构、性质知识；药物作用原理所必需的物质结构、性质知识；药品检测所必需的物质分析方法的原理和技能；药品检测所必需的物质分析方法的原理和技能；中西药制剂所必需的表面现象、胶体溶液等知识中西药制剂所必需的表面现象、胶体溶液等知识。
3高级教学 药用药用化学化学基础基础BBE EC CDDAA溶液、四溶液、四溶液、四溶液、四大平衡与大平衡与大平衡与大平衡与分析分析分析分析原子结构原子结构原子结构原子结构分子结构分子结构分子结构分子结构化学热力学化学热力学化学热力学化学热力学化学动力学化学动力学化学动力学化学动力学有机化学有机化学有机化学有机化学初步初步初步初步重要元素重要元素重要元素重要元素及化合物及化合物及化合物及化合物 药药药药物物物物制制制制剂剂剂剂 药物合药物合药物合药物合成，药成，药成，药成，药品生产品生产品生产品生产过程中过程中过程中过程中的条件、的条件、的条件、的条件、质量控质量控质量控质量控制和分制和分制和分制和分析析析析药营药营药营药营本课程内容与后续课程的关系：本课程内容与后续课程的关系：4高级教学 第一章第一章 物质结构物质结构学习目标学习目标1.掌握用四个量子数描述核外电子的运动掌握用四个量子数描述核外电子的运动状态2.理解原子结构同元素周期表的关系，掌理解原子结构同元素周期表的关系，掌握核外电子排布的三原理和近似能级图握核外电子排布的三原理和近似能级图排布多电子原子核外电子排布多电子原子核外电子。
3.了解杂化轨道理论，了解一些简单分子了解杂化轨道理论，了解一些简单分子成键4.了解晶体的类型和性质了解晶体的类型和性质5高级教学 第一节第一节 原子结构原子结构一、原子的构成一、原子的构成原子结构原子结构是认识各种物质结构和性质的基础是认识各种物质结构和性质的基础原子原子是一种电中性的微粒，是一个带若干（是一种电中性的微粒，是一个带若干（z个）个）正电荷的原子核和若干个（正电荷的原子核和若干个（z个）带负电的电子组个）带负电的电子组成成原子核原子核是由是由z个质子和若干个中子组成的紧密结合个质子和若干个中子组成的紧密结合体，其直径不及原子直径的万分之一体，其直径不及原子直径的万分之一核电荷数（核电荷数（z））=核内质子数（核内质子数（z））=核外电子数核外电子数原子的质量数（原子的质量数（A））=质子数（质子数（z））+中子数（中子数（N））6高级教学 这种用小黑点的疏密形象地这种用小黑点的疏密形象地描述电子在原子核外空间的描述电子在原子核外空间的概率密度概率密度，分布图象叫做，分布图象叫做电子云电子云二、核外电子的运动状态二、核外电子的运动状态7高级教学 核外电子的运动状态的描述核外电子的运动状态的描述1234主量子数主量子数 n角量子数角量子数 l磁量子数磁量子数 m自旋量子数自旋量子数 ms8高级教学 主量子数主量子数 n（电子层数）（电子层数）原子中各电子出现概率最大区域离核的距离原子中各电子出现概率最大区域离核的距离是不同的，人们把不同远近、不同能量的区域分成不是不同的，人们把不同远近、不同能量的区域分成不同的电子层，电子就在这些不同电子层上运动。
同的电子层，电子就在这些不同电子层上运动物理意义：物理意义： n值的大小表示电子的能量高低值的大小表示电子的能量高低 n值越大表示电子所在的层次离核较远，电子具有的值越大表示电子所在的层次离核较远，电子具有的能量也越高能量也越高 取值：取值： n =1，，2，，3，，……（正整数）；（正整数）；n 12345···对应电子层对应电子层第一层第一层第二层第二层第三层第三层第四第四层层第五第五层层···光谱学符号光谱学符号KLMNO···9高级教学 2 2、角量子数、角量子数l l（能级）（能级）同一电子层中的电子运动时，具有的同一电子层中的电子运动时，具有的电子云的形状也不完全相同人们把电子云的形状也不完全相同人们把处于同一电子层中而具有不同能量的处于同一电子层中而具有不同能量的电子云用角量子数电子云用角量子数l表示物理意义：物理意义： l 表示电子云的形状表示电子云的形状取值：取值： l = 0，，1，，2，，……n-1；；对于对于l 为为 0 1 2轨道轨道形状形状 球形球形 亚铃形亚铃形 四叶花瓣形四叶花瓣形光谱符号光谱符号 s亚层亚层 p亚层亚层 d亚层亚层 l亚层符号亚层符号0s1p2d3f对于对于多电子原子多电子原子l也是决定也是决定电子能量电子能量高低的因素。
高低的因素10高级教学 11高级教学 12高级教学 d d电子云电子云l＝＝2 2的状态即为的状态即为d d态态13高级教学 主量子数与角量子数的关系主量子数与角量子数的关系n1234电子层电子层第一第一第二第二第三第三第四第四l00 10 1 20 1 2 3亚层亚层1s2s 2p3s 3p 3d4s 4p 4d 4f14高级教学 磁量子数磁量子数 m m同一电子亚层中，虽然电子云的形状相同，但在空间同一电子亚层中，虽然电子云的形状相同，但在空间却有不同的伸展方向却有不同的伸展方向物理意义：物理意义： m 表示电子云在空间的伸展方向，每一表示电子云在空间的伸展方向，每一 个个m值代表一个伸展方向值代表一个伸展方向取值：取值： m =- l，，…-2，，-1，，0，，1，，2，，… l•磁量子数与能量无关磁量子数与能量无关15高级教学 s 轨道轨道l = 0, m = 0 m ：：一一种取值种取值, 空间：空间：一一种取向种取向, 轨道轨道:一一条条 s 轨道轨道.16高级教学 p 轨道轨道(l = 1, m = +1, 0, -1) m 三种取值三种取值, 三种取向三种取向, 三条等价三条等价p 轨道轨道.17高级教学 d 轨道轨道l = 2, m = +2, +1, 0, -1, -2 m ：：五种取值五种取值 空间：五种取向空间：五种取向五条等价五条等价 d 轨道轨道18高级教学 19高级教学 自旋量子数自旋量子数(ms)（（1）） 原子中的电子除绕核作高速运动外，还绕自原子中的电子除绕核作高速运动外，还绕自己的轴作自旋运动。
己的轴作自旋运动 （（2）） 自旋量子数自旋量子数 ms＝＝+1/2和和-1/23）电子的自旋）电子的自旋只有两个方向，顺时针和逆时针方向只有两个方向，顺时针和逆时针方向通常用通常用“↑”和和“↓”表示表示 自旋量子数自旋量子数表明每一个原子轨道最多容纳的电子数是表明每一个原子轨道最多容纳的电子数是两个两个20高级教学 四个量子数小结四个量子数小结主量子数主量子数n决定原子轨道的大小（即电子层）和电子的能量决定原子轨道的大小（即电子层）和电子的能量角量子数角量子数l决定原子轨道或电子云形状同时也影响电子的能量决定原子轨道或电子云形状同时也影响电子的能量磁量子数磁量子数m决定原子轨道或电子云在空间的伸展方向决定原子轨道或电子云在空间的伸展方向自旋量子数自旋量子数s决定电子的自旋状态（或自旋方向）决定电子的自旋状态（或自旋方向）21高级教学 结结 论论（（1）） 描述一个原子轨道的能量高低，用两个量子数（描述一个原子轨道的能量高低，用两个量子数（n，，l））（（2）） 描述一个原子轨道，用三个量子数（描述一个原子轨道，用三个量子数（n，，l，，m））（（3）描述一个原子轨道上运动的电子，用四个量子数）描述一个原子轨道上运动的电子，用四个量子数（（n，，l，，m，，ms）） 同一原子中，没有四个量子数完全相同的两个电子存在同一原子中，没有四个量子数完全相同的两个电子存在22高级教学 多电子原子的结构多电子原子的结构一、多电子原子一、多电子原子 在单电子体系（氢原子或类氢原子 在单电子体系（氢原子或类氢原子HeHe+ +）中，电子的能量只决定于主量子）中，电子的能量只决定于主量子数数n n，与角量子数，与角量子数 l l 无关，但在多电子无关，但在多电子体系中，由于电子间的相互作用，除主体系中，由于电子间的相互作用，除主量子数外，角量子数也是影响电子能量量子数外，角量子数也是影响电子能量高低的重要因素。
高低的重要因素23高级教学 由于主量子数和角量子数的联合作用，由于主量子数和角量子数的联合作用，造成了同一电子层（造成了同一电子层（n n 相同），不同亚相同），不同亚层（层（l l 不同）之间的能级分裂现象不同）之间的能级分裂现象甚至造成不同电子层（甚至造成不同电子层（n n 、、l l 都不同）都不同）之间的能级交错现象所有这些现象都之间的能级交错现象所有这些现象都可以用可以用屏蔽效应屏蔽效应和和钻穿效应钻穿效应来解释24高级教学 屏蔽效应：原子中其他电子对某个选定屏蔽效应：原子中其他电子对某个选定电子的排斥作用，相当于降低部分核电电子的排斥作用，相当于降低部分核电荷对指定电子的吸引力荷对指定电子的吸引力钻穿作用：在原子核附近出现的概率较钻穿作用：在原子核附近出现的概率较大的电子，可更多地避免其他电子的屏大的电子，可更多地避免其他电子的屏蔽，受到核的较强的吸引而更靠近核，蔽，受到核的较强的吸引而更靠近核，这种渗入原子内部空间的作用这种渗入原子内部空间的作用25高级教学 原子轨道的能级交错原子轨道的能级交错 由于钻穿效应，如使得由于钻穿效应，如使得4s < 3 d 的能量，出现了内层电子的能量高的能量，出现了内层电子的能量高于外层电子的能量，即发生能级交于外层电子的能量，即发生能级交错。
在多电子原子中，电子的能量错在多电子原子中，电子的能量高低不仅决定于高低不仅决定于n ，而且与，而且与 l 也有关 26高级教学 鲍林鲍林L. Pauling原子轨道近似能级图原子轨道近似能级图 能级图是按能量高低顺序，不是按原子轨道距核远能级图是按能量高低顺序，不是按原子轨道距核远近排列能量相近的轨道为一组，称为近排列能量相近的轨道为一组，称为能级组能级组共分共分成七个能级组：成七个能级组： 1s; 2s 2p ; 3s 3p; 4s 3d 4p; 5s 4d 5p; 6s 4f 5d 6p ; 7s 5f 6d27高级教学 鲍林近似能级图鲍林近似能级图美国化学家鲍林美国化学家鲍林（（Pauling L）根据光）根据光谱数据给出多电子原谱数据给出多电子原子的原子轨道的近似子的原子轨道的近似能级顺序，图中的能能级顺序，图中的能级顺序是指价电子层级顺序是指价电子层填入电子时各能级能填入电子时各能级能量的相对高低量的相对高低E1s ＜＜E2s ＜＜E2p＜＜E3s ＜＜E3p＜＜E4s＜＜E3d＜＜E4p＜＜… 图图9-14 近似能级顺序近似能级顺序28高级教学 原子核外电子的排布原子核外电子的排布•多电子原子中电子排布遵循的多电子原子中电子排布遵循的规律规律（三条）（三条）：： （（1）能量最低原理）能量最低原理 （（2）泡利不相容原理）泡利不相容原理 （（3）洪德规则）洪德规则29高级教学 泡利（泡利（Pauli）不相容原理）不相容原理 内容：在同一原子中没有四个量子数完全相同的电子，内容：在同一原子中没有四个量子数完全相同的电子， 或在同一原子中没有运动状态完全相同的电子。
或在同一原子中没有运动状态完全相同的电子例如，氦原子的例如，氦原子的1s轨道中有两个电子，描述其中一个原轨道中有两个电子，描述其中一个原子中没有运动状态的一组量子数（子中没有运动状态的一组量子数（n，，l，，m，，ms）为）为1，，0，，0，，+1/2，另一个电子的一组量子数必然是，另一个电子的一组量子数必然是1，，0，，0，，-1/2，即两个电子的其他状态相同但自旋方向相反即两个电子的其他状态相同但自旋方向相反 结论结论：在每一个原子轨道中，最多只能容纳自：在每一个原子轨道中，最多只能容纳自 旋方向相反的两个电子旋方向相反的两个电子 30高级教学 最低能量原理最低能量原理原原则则：：原原子子核核外外的的电电子子，，总总是是尽尽先先占占有有能能量量最最低低的的原原子子轨轨道道，，只只有有当当能能量量较较低低的的原原子子轨轨道道被被占占满满后后，，电电子子才才依依次次进进入入能能量量较较高高的的轨轨道道，，以以使使原原子子处处于于能能量量最最低低的的稳稳定状态 核外电子核外电子按鲍林近似能级顺按鲍林近似能级顺序填充序填充31高级教学 洪德规则洪德规则 Hund's rule 定义：在等价轨道中，电子尽可能分占不同的定义：在等价轨道中，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同轨道，且自旋方向相同 。
洪特规则实际上是最低能量原理的补充洪特规则实际上是最低能量原理的补充因为两个电子同占一个轨道时，电子间的排斥因为两个电子同占一个轨道时，电子间的排斥作用会使体系能量升高，只有分占等价轨道，作用会使体系能量升高，只有分占等价轨道，才有利于降低体系的能量才有利于降低体系的能量 32高级教学 例：写出下列元素的电子层结构：例：写出下列元素的电子层结构： 6C1s2s2p√33高级教学 洪德规则洪德规则 Hund's rule 洪特规则洪特规则 的特例：等价轨道全充满，半充满或的特例：等价轨道全充满，半充满或全空的状态是比较稳定的全空的状态是比较稳定的 p0 全空全空p3 半满半满p6 全满全满 d 0 f 0 d 5 f 7 d 10 f 1434高级教学 • 电子排布式的书写：电子排布式的书写： 1、、按电子层的顺序按电子层的顺序，而不是按电子填充顺序书写而不是按电子填充顺序书写 2、内层、内层→原子实原子实[稀有气体符号稀有气体符号] 如：如：11Na 1s22s22p63s1 [Ne]3s1 26Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 [Ar]3d64s2 原子芯写法的优点是指明了元素的原子芯写法的优点是指明了元素的价层电子结构价层电子结构。
例：例： 21Sc的电子组态的电子组态1s22s22p63s23p63d14s2 填充电子时看作填充电子时看作4s比比3d能量低，但形成离子时，能量低，但形成离子时，先失去先失去4s电子电子 价电子价电子层层35高级教学 •注意：注意： A、电子填充顺序、电子填充顺序 B、电子排布式的书写顺序、电子排布式的书写顺序 C、失电子顺序、失电子顺序36高级教学 例：写出下列元素的电子层结构：例：写出下列元素的电子层结构： 24Cr，，29Cu 24Cr：：1s22s22p63s23p63d54s1 29Cu：：1s22s22p63s23p63d104s1 不能写做：不能写做：24Cr：：1s22s22p63s23p63d44s2 29Cu：：1s22s22p63s23p63d94s2 37高级教学 例：写出例：写出 7N 的电子层结构及的电子层结构及p电子的运动状态电子的运动状态（用四个量子数表示）（用四个量子数表示）•1s22s22p3•三个三个2p电子的运动状态：电子的运动状态：2,1,0, 1/2；；2,1,1, 1/2；；2,1,-1，，1/2。
•用用原子轨道方框图原子轨道方框图表示：表示： 1s 2s 2p 7N38高级教学 1 1、能级组和元素周期、能级组和元素周期a. 能级组对应周期能级组对应周期b. 第第1周期仅周期仅1s能级第第n周期周期ns能级到能级到np能能级元素的外层电子结级元素的外层电子结构从构从ns1开始到开始到np6结束结束c. 元素的数目与能级组元素的数目与能级组最多能容纳的电子数目最多能容纳的电子数目一致39高级教学 2. 族族 竖列：共竖列：共18列，列，16个族，包括个族，包括8个主族，个主族，8个副族 第八副族分为三列第八副族分为三列 周期表根据价层电子组态，把性质相周期表根据价层电子组态，把性质相似的元素归为一族似的元素归为一族40高级教学 主族元素主族元素, A, A：：q 电子最后填充在最外层的电子最后填充在最外层的s s和和p p轨道上的元素轨道上的元素q 主族的族数主族的族数 = = 最外层电子数的总和最外层电子数的总和q 主族元素的最高氧化态主族元素的最高氧化态 = =最外层电子数＝族数最外层电子数＝族数q 仅最外层未满，只有最外层电子可以参加反应，仅最外层未满，只有最外层电子可以参加反应， 是价电子。
是价电子 Ⅷ A：：稀有气体（惰性气体）又称为稀有气体（惰性气体）又称为0族元素41高级教学 副族元素副族元素, B, B：： q 电子最后填充在电子最后填充在d d 和和f f 轨道上的元素轨道上的元素q 原子未满的电子层不止一个原子未满的电子层不止一个q 最外层、次外层最外层、次外层d d 电子和外数第三层电子和外数第三层f f 电子都电子都可参加反应可参加反应q 副族元素的族数，与不同族的特点有关副族元素的族数，与不同族的特点有关ⅢⅢB~ⅦⅦB族，族数族，族数 = (n-1)d及及ns电子数的总和；电子数的总和；ⅧⅧB族有三列元素，族有三列元素，(n-1)d及及ns电子数和为电子数和为8~10；；IB、、ⅡⅡB族，完成族，完成(n-1)d10结构；结构；ns电子数电子数 = 族数 42高级教学 3.3.元素的分区元素的分区( (根据价电子组态特征划分根据价电子组态特征划分) ) s 区区(block)：：ⅠⅠA和和ⅡⅡA族，族，ns 1 ~ 2，活泼的金属元素，活泼的金属元素 p 区区：： ⅢⅢA－－ ⅧⅧA，，ns 2 np 1 ~ 6，大多为非金属元素，大多为非金属元素 d 区：区： ⅢⅢB－－ⅦⅦB，第，第ⅧⅧ族，金属元素，一般为族，金属元素，一般为 ( n－－1 ) d 1 ~ 9 ns 1 ~ 2 ds 区：区：ⅠⅠB和和ⅡⅡB族，族， (n－－1) d 10 ns 1 ~ 2，金属，金属 f 区：区： (n－－2) f 0 ~ 14 (n－－1) d 0 ~ 2 ns 2，镧系和锕系元素，镧系和锕系元素d d 区＋区＋ dsds 区：过渡金属区：过渡金属 。
43高级教学 44高级教学 元素的原子序数、元素的原子序数、电子填充顺序电子填充顺序原子的电子构型原子的电子构型在周期表中的位置在周期表中的位置45高级教学 例：写出例：写出24号元素原子核外电子排布，该元号元素原子核外电子排布，该元素是第几周期，第几族？是金属还是非金属？素是第几周期，第几族？是金属还是非金属？最高氧化态为多少？最高氧化态为多少？1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1第四周期，第四周期， ⅥB族，金属，最高氧化态为族，金属，最高氧化态为+646高级教学 第二节第二节 分子结构分子结构化学键三种基本类型：离子键、共价键、金属健化学键三种基本类型：离子键、共价键、金属健离子键理论离子键理论定义：定义：原子间发生电子得失，形成正、负离子，并通过静电作用原子间发生电子得失，形成正、负离子，并通过静电作用而形成的化学键叫做离子键而形成的化学键叫做离子键 NaCl的形成：的形成：nNa_______n Na+ - nenCl_______n Cl-+ nenNaCl形成过程：形成过程：a 电负性小的活泼金属原子与电负性大的活电负性小的活泼金属原子与电负性大的活泼非金属原子相遇，由于电负性差较大，所以发生电子泼非金属原子相遇，由于电负性差较大，所以发生电子得失，形成具有稳定结构的正负离子。
得失，形成具有稳定结构的正负离子 b 正负离子通过静电作用形成稳定的化学键正负离子通过静电作用形成稳定的化学键47高级教学 离子键的特点离子键的特点 （（1））. 本质是静电作用力本质是静电作用力2））. 离子键无方向性离子键无方向性 因为离子电荷呈球型分布因为离子电荷呈球型分布,只要只要空间条件允许空间条件允许,可以在空间各个方向上吸引带相反电荷的离子，可以在空间各个方向上吸引带相反电荷的离子，产生静电引力产生静电引力48高级教学 （（3））. 离子键没有饱和性离子键没有饱和性 每个离子可以同时同多个带相反电荷的离子产每个离子可以同时同多个带相反电荷的离子产生相互吸引生相互吸引,不论距离子远近不论距离子远近, 作用都存在作用都存在,近处的强近处的强一些一些,远处的弱一些远处的弱一些,所以离子键没有饱和性所以离子键没有饱和性 （（4））. 键的离子性大小键的离子性大小 离子键形成的条件就是原子间电负性差离子键形成的条件就是原子间电负性差→大大, 一般一般△ △X→大，键的离子性也越大大，键的离子性也越大.但即使是但即使是 F-+Cs+→CsF. 键的离子性也只有键的离子性也只有92%,即有即有8%的共价性的共价性,即即8%的原子轨道的重叠。
的原子轨道的重叠49高级教学 共价键理论共价键理论 引入：引入：离子键理论能很好的说明离子化合物的形成离子键理论能很好的说明离子化合物的形成.但对于同种元素形成的分子但对于同种元素形成的分子(如如H2 ,Cl2等等)的形成不能的形成不能说明说明,同时也不能说明由那些化学性质相近的元素所同时也不能说明由那些化学性质相近的元素所组成的化合物分子组成的化合物分子(如如Cl2.H2O)的形成 1916年美国化学家年美国化学家Lewis提出共价键理论他提出共价键理论他认为：认为： 分子中每个原子都应具有稳定的稀有气体电子层分子中每个原子都应具有稳定的稀有气体电子层结构结构,可以通过原子间共用一对或几对电子来实现可以通过原子间共用一对或几对电子来实现,这这种靠共用电子对结合的化学键叫共价键种靠共用电子对结合的化学键叫共价键. 50高级教学 共价键成键原理：共价键成键原理： i. 电子配对原理：电子配对原理： 两原子如有两原子如有自旋方向相反自旋方向相反的成单的成单电子，它们可以相互配对形成稳定的共价键电子，它们可以相互配对形成稳定的共价键 ii.原子轨道最大重叠原理：原子轨道最大重叠原理： 键合的原子间形成化键合的原子间形成化学键时，成键电子的原子轨道要发生最大程度的重学键时，成键电子的原子轨道要发生最大程度的重叠，形成的化学键就越稳定。
叠，形成的化学键就越稳定 根据量子力学原理：原子轨道重叠时必须符号相根据量子力学原理：原子轨道重叠时必须符号相同51高级教学 共价键的类型：共价键的类型： σ键：键：原子轨道沿键轴方向以头碰头方式重叠形原子轨道沿键轴方向以头碰头方式重叠形成的共价键叫成的共价键叫σ键 σ键：键：在键轴上成键，轨道重叠最大，在键轴上成键，轨道重叠最大， 最稳定，键能最大最稳定，键能最大52高级教学 53高级教学 Π键：键：原子轨道沿着垂直于两核连线以原子轨道沿着垂直于两核连线以“肩并肩肩并肩”方方式重叠，形成的共价键叫式重叠，形成的共价键叫Π键 重叠程度小于重叠程度小于σ键，键能小于键，键能小于σ键，稳定性低，键，稳定性低，是化学反应的积极参与者是化学反应的积极参与者54高级教学 键参数键参数 表征化学键性质的物理量叫键参数：表征化学键性质的物理量叫键参数： 键能、键长、键角键能、键长、键角 键能：键能：共价键强弱的标志，在共价键强弱的标志，在298.15K和和100KPa下，下，1mol理想气体分子拆成气体原子所吸收的热量，称为键理想气体分子拆成气体原子所吸收的热量，称为键的离解能以符号的离解能以符号D 表示，即键能。
表示，即键能 对多原子分子对多原子分子，如，如NH3: N-H键能键能=（（D1+D2+D3））/3=386KJ/mol 即等于三个即等于三个NH键的平均离解能键的平均离解能键能键能→大，化学键大，化学键→稳定，分子稳定，分子→稳定 键能通过电化学或光谱学实验测定键能通过电化学或光谱学实验测定. 键能表征键的强弱，分子的稳定性键能表征键的强弱，分子的稳定性55高级教学 （（3）键长：）键长： 分子中两个原子核间距离可用量子力学计算分子中两个原子核间距离可用量子力学计算或光谱学实验测定）或光谱学实验测定） 键长键长→短，键短，键→强，越牢固，分子越稳定强，越牢固，分子越稳定（（4）键角：）键角： 键与键之间的夹角它是反映分子空间构型的重键与键之间的夹角它是反映分子空间构型的重要因素例要因素例H2O中键角中键角104.50，，V型 键角可通过光谱衍射实验测定，也可用量子力学键角可通过光谱衍射实验测定，也可用量子力学近似计算近似计算 一般分子的键长键角确定，分子的空间构型即确一般分子的键长键角确定，分子的空间构型即确定。
定 例例CO2 键角键角1800，键长，键长116.2Pm，直线型分子直线型分子56高级教学 杂化轨道理论杂化轨道理论杂化：杂化： 原子在形成分子时，中心原子若干条能量相近的不同原子在形成分子时，中心原子若干条能量相近的不同类型轨道混合起来，重新组成一组数目相同的新原子轨类型轨道混合起来，重新组成一组数目相同的新原子轨道，这种重新组合的过程叫杂化道，这种重新组合的过程叫杂化杂化轨道：杂化轨道： 经杂化而形成的新的轨道叫杂化轨道经杂化而形成的新的轨道叫杂化轨道等性杂化：等性杂化： 由不同类型的原子轨道混合，重新组合成一组完全相同由不同类型的原子轨道混合，重新组合成一组完全相同（能量相同，成分相同）的杂化轨道叫等性杂化能量相同，成分相同）的杂化轨道叫等性杂化不等性杂化：不等性杂化： 由于杂化轨道中有不参加成键的孤对电子，而使各杂化由于杂化轨道中有不参加成键的孤对电子，而使各杂化轨道中成分不等同，这种杂化叫不等性杂化轨道中成分不等同，这种杂化叫不等性杂化57高级教学 杂化轨道的类型杂化轨道的类型杂化类型杂化类型参加杂化的参加杂化的轨道数目轨道数目杂化轨道杂化轨道 数目数目轨道轨道键角键角空间空间构型构型举例举例SP 1条条S, 1条条P 2 1800 直线型直线型 BeCl2SP2 1条条S ,2条条P 3 1200 平面三角形平面三角形 BF3 SP3 1条条S, 3条条P 4 109028′ 四面体四面体 CH4dsp2 1条条(n-1)d，， 4 900 1800 平面正方形平面正方形 CuCl42- 1条条S，，2条条Psp3d 1条条S,3条条P,1条条d 5 1200 9001800 三角双锥三角双锥 PCl5 sp3d2 1条条S,3条条P,2条条d 6 900 1800 正八面体正八面体 SF658高级教学 分子间作用力和氢健分子间作用力和氢健1.极性分子与非极性分子极性分子与非极性分子(1).分子中正负电荷重心重合：非极性分子。
分子中正负电荷重心重合：非极性分子 分子中正负电荷重心不重合：极性分子分子中正负电荷重心不重合：极性分子2). 如何判断分子的极性？如何判断分子的极性？对双原子分子：对双原子分子：化学键有极性，分子就有极性化学键有极性，分子就有极性 例例:HCl，，HF，极性分子，极性分子 化学键无极性，分子无极性化学键无极性，分子无极性 例例 : H2，，O2，，N2，非极性分子，非极性分子多原子分子多原子分子 ：：化学键无极性，分子无极性化学键无极性，分子无极性 例例 : S8，，P4等等（（O3例外有微弱的极性，例外有微弱的极性， 原因不详）原因不详） 化学键有极性：要看分子的空间构型，分子具有化学键有极性：要看分子的空间构型，分子具有对称中心则分子无极性否则就有极性对称中心则分子无极性否则就有极性59高级教学 例：例：CO2 ：：O=C=O 无极性，有对称中心。
无极性，有对称中心SO2有极性，有极性， 无对称中心无对称中心 分子的结构对称，则有化学键产生的极性可分子的结构对称，则有化学键产生的极性可以相互抵消，则分子无极性以相互抵消，则分子无极性 60高级教学 （（3））.分子极性大小的判定：分子极性大小的判定： 用偶极距的大小判断分子极性用偶极距的大小判断分子极性 偶极矩越大，分子的极性越强偶极矩越大，分子的极性越强 61高级教学 2.分子间作用力（分子间作用力（范德华力范德华力））（（1）定义）定义 分子间存在着一种较弱的相互作用分子间存在着一种较弱的相互作用例：气体分子能凝聚成液体，就靠这种分子例：气体分子能凝聚成液体，就靠这种分子间的作用力，因范德华首先提出所以叫范德间的作用力，因范德华首先提出所以叫范德华力2）范德华力的种类（三种））范德华力的种类（三种） a.取向力（也叫静电力）：取向力（也叫静电力）： 极性分子极性分子-极性分子之间，极性分子之间，靠永久偶极而产生的相靠永久偶极而产生的相互作用力叫取向力同极相斥，异极相吸，使分子发生互作用力叫取向力。
同极相斥，异极相吸，使分子发生旋转，产生静电吸引到达平衡旋转，产生静电吸引到达平衡 62高级教学 b.诱导力诱导力 存在于：存在于：极性极性-极性分子中，极性极性分子中，极性-非极性分子中非极性分子中 定定 义：义：诱导偶极与极性分子的永久偶极之间的作用诱导偶极与极性分子的永久偶极之间的作用 力 本本 质：质：静电引力静电引力 变形性：变形性：分子发生变形的性质分子中各组成原子的半分子发生变形的性质分子中各组成原子的半 径增大，分子体积增大，变形性增大径增大，分子体积增大，变形性增大63高级教学 c.色散力：色散力： 存在于所有分子中的相互作用力，由分子存在于所有分子中的相互作用力，由分子的的“瞬间偶极瞬间偶极”而产生的相互作用力，叫色而产生的相互作用力，叫色散力本本 质：质：静电引力静电引力 64高级教学 (3).范德华的特点：范德华的特点： 它是永远存在于分子或原子间的一种作用力它是永远存在于分子或原子间的一种作用力。
它是吸引力，作用能比化学键小它是吸引力，作用能比化学键小1-2个数量级个数量级 范德华力无方向性和饱和性范德华力无方向性和饱和性 范德华力有三种：范德华力有三种： 静电力、诱导力，只存在于极性分子或极性与非静电力、诱导力，只存在于极性分子或极性与非极性分子之间；极性分子之间； 而色散力存在于所有分子之间，且色散力在三种而色散力存在于所有分子之间，且色散力在三种力中是最大的，最主要的力中是最大的，最主要的65高级教学 氢氢 键键 从从H2O的反常的物理性质入手：的反常的物理性质入手：H2O的的bp比同比同族氢化物高族氢化物高水的密度在水的密度在277.13K最大水的比热容水的比热容特大为什么会有这些奇异的性质呢？原因是分子形为什么会有这些奇异的性质呢？原因是分子形成氢键A. 氢键的形成：氢键的形成： 在在H2O分子中：分子中：O原子电负性很大，因此原子电负性很大，因此O—H键键的共用电子对强烈的偏向于氧原子一边，使氧原子带的共用电子对强烈的偏向于氧原子一边，使氧原子带部分负电荷，氢原子带部分正电荷。
电子云偏移的部分负电荷，氢原子带部分正电荷电子云偏移的结果，结果，使氢原子几乎变成裸露的质子，使氢原子几乎变成裸露的质子，那么这个那么这个半径半径很小的带正电荷的很小的带正电荷的氢原子与另一个水分子中含有孤对氢原子与另一个水分子中含有孤对电子并带有部分负电荷的氧原子充分靠近产生吸引电子并带有部分负电荷的氧原子充分靠近产生吸引力，这种吸引力叫氢键力，这种吸引力叫氢键66高级教学 (1).氢键的形成：氢键的形成： 分子中有分子中有H H和电负性大、半径小的和电负性大、半径小的元素元素( (O O，，N N，，F)F)氢键的特点氢键的特点①① 键长特殊：键长特殊：F－－H F②② 键能小键能小 E(F－－H F): 25~40kJ③③ 具有饱和性和方向性具有饱和性和方向性67高级教学 除了分子间可以形成氢键外，分子内也可除了分子间可以形成氢键外，分子内也可以形成氢键例，邻硝基苯酚：以形成氢键例，邻硝基苯酚：68高级教学 (2).氢键的表示：氢键的表示： 用用X—H---Y表示X，，Y代表代表F，，O，，N等电负性等电负性大，半径小，具有孤对电子的原子。
氢键中大，半径小，具有孤对电子的原子氢键中X，，Y可以可以相同也可以不同相同也可以不同O—H---O，，F—H---F，，N—H---O等等)(3). 氢键的键能：氢键的键能：打开氢键所需的能量打开氢键所需的能量 一般在一般在25~40kJ /mol,与分子间力差不多与分子间力差不多 (4).形成氢键的条件：形成氢键的条件： 必须有一个与电负性很强原子形成强极性氢原子必须有一个与电负性很强原子形成强极性氢原子 必须有一个带孤对电子，电负性大，半径小的原子必须有一个带孤对电子，电负性大，半径小的原子 例：例：F、、O、、N69高级教学 (5).氢键的特点氢键的特点 具有方向性：具有方向性： 氢键的方向一般在氢键的方向一般在X—H键轴上键轴上 : X—H…Y, 这这样使样使X、、Y相距最远，斥力小相距最远，斥力小 ∴ ∴稳定稳定. 具有饱和性：具有饱和性： 即一个即一个X—H分子分子,只能形成一个氢键只能形成一个氢键X—H…Y 氢键的强弱与的电负性有关：氢键的强弱与的电负性有关： X、、Y电负性电负性→大，半径大，半径→小，氢键小，氢键→强强 ∴ ∴F—H…F > O-H-O > O-H-N > N-H-N 70高级教学 （（5）） 氢键对化合物性质的影响：氢键对化合物性质的影响： 分子间氢键，使分子间产生了较强的结合分子间氢键，使分子间产生了较强的结合力。
力 mp，，bp显著增高显著增高 分子间无氢键：分子间无氢键： 则色散力则色散力 →大大mp，，bp高 分子间有氢键分子间有氢键,则则mp，，bp较同组元素较同组元素 显著显著升高71高级教学 第三节第三节 晶体结构晶体结构晶体：晶体：是原子、离子或分子在空间呈周期性是原子、离子或分子在空间呈周期性重复排列形成具有一定规则的几何外形的固重复排列形成具有一定规则的几何外形的固体晶体的三个特征：晶体的三个特征：第一，晶体有整齐规则的几何外形第一，晶体有整齐规则的几何外形第二，晶体有固定的熔点，在融化过程中，第二，晶体有固定的熔点，在融化过程中，温度始终保持不变温度始终保持不变第三，晶体有各向异性特点晶体的各向异第三，晶体有各向异性特点晶体的各向异性是指同一晶体格子中，在不同的方向上质性是指同一晶体格子中，在不同的方向上质点的排列一般是不相同的，晶体的性质也随点的排列一般是不相同的，晶体的性质也随方向的不同而有所差异方向的不同而有所差异72高级教学 常见的晶体类型常见的晶体类型金属晶体金属晶体金属中的原子金属中的原子-离子按金属键结合形成的晶体。
离子按金属键结合形成的晶体金属键无方向性，无固定的键能，金属键的强金属键无方向性，无固定的键能，金属键的强弱和自由电子的多少有关，也和离子半径、电弱和自由电子的多少有关，也和离子半径、电子层结构等其他因素有关子层结构等其他因素有关金属共同的特性：金属共同的特性：1.有光泽、不透明，是热和电的良导体，有良有光泽、不透明，是热和电的良导体，有良好的延展性和机械强度好的延展性和机械强度2.大多数金属具有较高的熔点和硬度大多数金属具有较高的熔点和硬度73高级教学 离子晶体离子晶体由阴离子、阳离子组成，离子间的相互作用是较由阴离子、阳离子组成，离子间的相互作用是较强烈的离子键强烈的离子键代表物主要是强碱和多数盐类代表物主要是强碱和多数盐类结构特点：结构特点：1.有较高的熔点和沸点有较高的熔点和沸点2.硬而脆硬而脆3.多数易溶于水多数易溶于水4.在固态时有离子，但不能自由移动，不能导电，在固态时有离子，但不能自由移动，不能导电，溶于水或融化时离子能自由移动而导电溶于水或融化时离子能自由移动而导电74高级教学 分子晶体分子晶体分子间以范德华力相互结合形成的晶体分子间以范德华力相互结合形成的晶体。
分子晶体是由分子组成，可以是极性分子，也可以是非分子晶体是由分子组成，可以是极性分子，也可以是非极性分子极性分子具有较低的熔点、沸点，硬度小、易挥发，在常温下呈具有较低的熔点、沸点，硬度小、易挥发，在常温下呈气态或液态气态或液态同种类型，熔点、沸点随相对分子质量的增加而升高同种类型，熔点、沸点随相对分子质量的增加而升高溶解性遵守溶解性遵守“相似相溶相似相溶”原理，极性分子易溶于极性分原理，极性分子易溶于极性分子，非极性分子易溶于有机溶剂子，非极性分子易溶于有机溶剂75高级教学 原子晶体原子晶体相邻原子间以共价键结合而形成的空间网状结相邻原子间以共价键结合而形成的空间网状结构晶体原子间的相互作用是共价键原子间的相互作用是共价键溶、沸点高、硬度大，难溶于一般的溶剂溶、沸点高、硬度大，难溶于一般的溶剂多数为绝缘体，有些是半导体材料多数为绝缘体，有些是半导体材料组成晶体原子半径越小，共价键的键长越短，组成晶体原子半径越小，共价键的键长越短，共价键越牢固，晶体的熔点、沸点越高共价键越牢固，晶体的熔点、沸点越高原子晶体的熔沸点一般要比分子晶体和离子晶原子晶体的熔沸点一般要比分子晶体和离子晶体高。