多电子原子核外电子排布多电子原子的核外电子的排布又称为

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1、第一章第一章 物质结构基础物质结构基础 第一节第一节 核外电子运动状态核外电子运动状态第二节元素周期系和元素的基本性质第二节元素周期系和元素的基本性质第四第四节 分子分子间作用力作用力第三第三节 化学化学键第一节第一节 核外电子运动状态核外电子运动状态原子原子原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子（每个质子带一个单位正电荷每个质子带一个单位正电荷）（不带电）（不带电）（每个电子带一个单位的负电荷每个电子带一个单位的负电荷） 分子是物质能够独立存在分子是物质能够独立存在并保持其化学性质的最小微并保持其化学性质的最小微粒。物质的化学性质主要取粒。物质的化学性质主要取决于分子的性质，分子的性决

2、于分子的性质，分子的性质又与分子的结构有关。质又与分子的结构有关。分子结构化学键空间构型分子间的作用力分子内第一章第一章 第一节第一节 一、原子核外电子的运动一、原子核外电子的运动 离核愈离核愈近近，电子云愈子云愈密集密集，即，即电子子云出云出现的的概率密度愈大。概率密度愈大。反之反之，离核离核愈愈远，电子云愈子云愈稀疏稀疏，即，即电子云出子云出现的的概率密度愈小。概率密度愈小。 注意注意：电子云中的小黑点子云中的小黑点决不能看成是决不能看成是电子。子。电子云：用小黑点的疏密形象描述子云：用小黑点的疏密形象描述电子在原子核外子在原子核外空空间出出现的的概率概率密度分布密度分布图。第一章第一章

3、第一节第一节 19241924年德布年德布罗意意预言：一些言：一些实物粒子物粒子 ( (如如电子、子、中子、中子、质子等子等) )也具有波粒二象性（是指某物也具有波粒二象性（是指某物质同同时具具备波的特波的特质及粒子的特及粒子的特质）。）。为了得到了得到电子运子运动状状态的合理解，必需引的合理解，必需引进几个几个参数参数n n、l l、m m，称它，称它们为量子数量子数（表征微（表征微观粒子运粒子运动状状态的一些特定的数字）的一些特定的数字），每个量子数都有其确定的取，每个量子数都有其确定的取值范范围。二、核外电子运动状态的描述二、核外电子运动状态的描述第一章第一章 第一节第一节 意意义：描述

4、：描述电子子层能量的高低次序和离核的能量的高低次序和离核的远近，近，有有电子子层的意思。的意思。 取取值： 1 2 3 4 5 6 正整数正整数 符号：符号： K L M N O P n=1表示能量最低、离核最近的第一表示能量最低、离核最近的第一电子子层。 n越大，越大，该电子子层离核平均距离越离核平均距离越远，电子能量越高。子能量越高。 n相同，即相同，即为同一同一电子子层。（一）主量子数（一）主量子数n n 第一章第一章 第一节第一节 对于于单层电子的，如子的，如氢，电子能量完全由子能量完全由n n决定，决定，对于多于多电子原子来子原子来说，电子能量除了与子能量除了与n n值有关外，有关外

5、，还与与电子子亚层有关。有关。（一）主量子数（一）主量子数n n 第一章第一章 第一节第一节意意义：表示同一：表示同一电子子层中有不同的分中有不同的分层（亚层）；）；确定确定原子原子轨道的形状并在多道的形状并在多电子原子中和主量子数一起决定子原子中和主量子数一起决定电子的能量。子的能量。取取值：0 1 2 3 4 （n1）正整数）正整数 符号：符号：s p d f g （二）角量子数（二）角量子数l l第一章第一章 第一节第一节各电子层内的亚层数 nl=0 l=1 l=2l=3l=4亚层数11s122s2p233s3p3d344s4p4d4f455s5p5d5f5g5（二）角量子数（二）角量子

6、数l l第一章第一章 第一节第一节 每个每个n值最多最多对应n个不相同的角量子数个不相同的角量子数l，即每，即每个个电子子层最多有最多有n个个亚层。 l的每个的每个值还可表示可表示一种形状的原子一种形状的原子轨道：道： l=0，s轨道，球形；道，球形；l=1，p轨道，道，哑铃形；形；l=2，d轨道，花瓣形道，花瓣形 （二）角量子数（二）角量子数l l第一章第一章 第一节第一节注意注意 多多电子子原原子子轨道道的的能能量量与与n、l有有关关，而而氢原原子子或或单电子离子离 子原子子原子轨道的能量只与道的能量只与n有关。有关。 多多电子子原原子子轨道道的的能能量量，由由n、l 共共同同决决定定。一

7、一组n、 l 对应于于一一个个能能级，其其能能量量相相同同（即即n、l 都都相同）。相同）。 在多在多电子原子中，子原子中，n相同，相同， l 越大，越大，E 越大。越大。 EnsEnpEndEnf 即在同一即在同一电子子层中，中，电子子还分分为若干不同的若干不同的能能级，l 又称又称为能能级或或电子子亚层。第一章第一章 第一节第一节 (同一同一亚层中往往中往往还包含着若干空包含着若干空间伸展方向不同的伸展方向不同的原子原子轨道。道。)意意义:决定原子决定原子轨道或道或电子云在空子云在空间的伸展方向的伸展方向取取值：与：与l有关，有关，给定定l，m=0、1、 2 l, (2l+1）个）个值。如

8、，如，p轨道在空道在空间有三个方向有三个方向px、py、 pz（三）磁量子数（三）磁量子数m第一章第一章 第一节第一节 通常把在一定的通常把在一定的电子子层中，具有一定形状和伸展方中，具有一定形状和伸展方向的向的电子云所占据的原子核外空子云所占据的原子核外空间称称为一个原子一个原子轨道，道，简称称为轨道。用道。用或或表示。表示。 电子能量与子能量与m无关，也就是无关，也就是说，n、l相同，而相同，而m不不同的各原子同的各原子轨道，其能量是完全相同的。道，其能量是完全相同的。这种能量相种能量相同的同的轨道称道称为简并并轨道，或等价道，或等价轨道。如道。如px、py、 pz属属于等价于等价轨道。道

9、。（三）磁量子数（三）磁量子数m第一章第一章 第一节第一节 各亚层的轨道数各亚层的轨道数各亚层的轨道数各亚层的轨道数 亚层亚层 空间取向空间取向 轨道数轨道数 s 亚层亚层 l=0 mL=0 2l+1=1 p亚层亚层 l =1 mL=0，1 2l+1=3 d亚层亚层 l=2 mL=0，1， 2 2l+1=5 f亚层亚层 l=3 mL=0，1， 2， 3 2l+1=7（三）磁量子数（三）磁量子数m第一章第一章 第一节第一节电子除子除绕核运核运动外外,还绕着自身的着自身的轴作自旋运作自旋运动意意义：描述核外：描述核外电子的自旋状子的自旋状态取取值：+1/2，-1/2 ；， 四个量子数四个量子数 n

10、, l, m, ms可确定一个可确定一个电子在原子核外的子在原子核外的运运动状状态（四）自旋量子数（四）自旋量子数ms第一章第一章 第一节第一节结论：同一原子中，不可能有运：同一原子中，不可能有运动状状态完全相同的完全相同的电子存在，即同一原子中各个子存在，即同一原子中各个电子的四个量子数不可能子的四个量子数不可能完全相同。完全相同。 一个一个轨道中只能容道中只能容纳2个自旋相反的个自旋相反的电子；子； 各各电子子层的的轨道数道数=n2 各各电子子层电子的最大容量子的最大容量=2n2（四）自旋量子数（四）自旋量子数ms第一章第一章 第一节第一节1-1（四）自旋量子数（四）自旋量子数ms第一章第

11、一章 第一节第一节 1. n 不同，不同， l 相同。相同。 n 越大，越大，电子云的径向分布子云的径向分布图的主峰离核越的主峰离核越远，轨道的能量越高；道的能量越高；E1sE2s E3s E2p E3p E4p E3d E4d E5d E4f E5f 三、原子核外电子排布三、原子核外电子排布（一）电子分布与近似能级图（一）电子分布与近似能级图 2. n 相同，相同， l 相同。相同。 l 越大，能量越高。越大，能量越高。第一章第一章 第一节第一节 在一定情况下在一定情况下nd 轨道的能量可能高于道的能量可能高于(n+1)s轨道的能量，道的能量，nf 轨道的能量可能高于道的能量可能高于(n+2

12、) s轨道的能道的能量，量，这种种现象称象称为能能级交交错。如：如： 是屏蔽效应和钻穿效应的结果。 3. 能能级交交错第一章第一章 第一节第一节（一）电子分布与近似能级图（一）电子分布与近似能级图 鲍林获得鲍林获得19541954年诺贝尔化学奖和年诺贝尔化学奖和19621962年诺年诺贝尔和平奖贝尔和平奖第一章第一章 第一节第一节（一）电子分布与近似能级图（一）电子分布与近似能级图 原子轨道的近似能级图原子轨道的近似能级图第一章第一章 第一节第一节（二）多电子原子核外电子排布（二）多电子原子核外电子排布 多多电子原子的核外子原子的核外电子的排布又称子的排布又称为电子的构型子的构型。根据光根据光

13、谱数据，数据，归纳出基出基态原子核外原子核外电子排布的子排布的三个三个原原则。1. 能量最低原理能量最低原理2. Pauli不相容原理不相容原理3. Hund规则第一章第一章 第一节第一节 “系系统的的能能量量愈愈低低，愈愈稳定定”是是自自然然界界的的普普遍遍规律。律。 基基态原子，是最原子，是最稳定的系定的系统，能量最低。，能量最低。1. 能量最低原理能量最低原理 能量最低原理能量最低原理基基态多多电子原子核外子原子核外电子排布子排布时，总是先占据能量最低的是先占据能量最低的轨道，当低能量道，当低能量轨道占道占满后，才排入高能量的后，才排入高能量的轨道，以使整个原子能量最道，以使整个原子能量

14、最低。低。 如下如下图箭箭头所指所指顺序。序。第一章第一章 第一节第一节电电子子填填入入能能级级的的先先后后次次序序1. 能量最低原理能量最低原理第一章第一章 第一节第一节 在同一个原子中，没有彼此完全在同一个原子中，没有彼此完全处于相同的于相同的状状态的的电子。子。 在同一个原子中不能有四个量子数完全相同的两在同一个原子中不能有四个量子数完全相同的两个个电子存在。子存在。2. Pauli不相容原理不相容原理第一章第一章 第一节第一节 每一每一电子子亚层最多容最多容纳的的电子数子数为：s2、p6、d10、f14 每一每一电子子层最多能容最多能容纳的的电子数子数为原子原子轨道的道的2倍，即倍，即

15、2n2。 由此可知：由此可知： 一个原子中不允一个原子中不允许有两个有两个电子子处于完全相同的状于完全相同的状态。 在一个原子在一个原子轨道上最多能容道上最多能容纳两个两个自旋方向相反自旋方向相反的的电子。子。2. Pauli不相容原理不相容原理第一章第一章 第一节第一节3Hund规则 在在简并并轨道上，道上，电子子总是尽可能是尽可能分占不同的分占不同的轨道道，且且自旋平行自旋平行，使原子的，使原子的总能量最低。如：能量最低。如：6C 轨道式 电子在能量相同的子在能量相同的轨道（即道（即简并并轨道）上排布道）上排布时，总是尽可能以自旋相同的方向，分占不同的是尽可能以自旋相同的方向，分占不同的轨

16、道，因道，因为这样的排布方式的排布方式总能量最低。能量最低。 7N轨道式 第一章第一章 第一节第一节8O轨道式 9F轨道式 电子排布式：6C 1s2 2s2 2p2 7N 1s2 2s2 2p3 8O 1s2 2s2 2p4 9F 1s2 2s2 2p5 原子序数原子序数为3 10的的8种元素原子的基种元素原子的基态电子构型子构型见表表1-2。 轨道道图式描述原子构型可以准确地表达式描述原子构型可以准确地表达Hund 规则，而而电子构型式却无法表达。子构型式却无法表达。3Hund规则第一章第一章 第一节第一节例如：22Ti 1s22s22p63s23p63d24s2 26Fe 1s22s22p

17、63s23p63d64s2 24Cr 1s22s22p63s23p63d44s2 实验测定： 1s22s22p63s23p63d54s1?填入按能级顺序书写按电子层顺序价层电子29Cu 1s22s22p63s23p63d94s2 实验测定 ： 1s22s22p63s23p63d104s1 再如：3Hund规则第一章第一章 第一节第一节全充满 ：s2 , p6 , d10 , f14 半充满 ：s1 , p3 , d5 , f7 全空 ： s0, p0 , d0 , f0 Hund规则特例特例: 简并并轨道全充道全充满、半充、半充满、或全、或全空的状空的状态都是能量都是能量较低的低的稳定状定状态

18、。 24Cr 1s22s22p63s23p63d54s129Cu 1s22s22p63s23p63d104s1所以：3Hund规则第一章第一章 第一节第一节电子排布的书写： （3）可用）可用原子原子实或原子芯或原子芯（稀有气体元素符号）（稀有气体元素符号）简写写电子排布式。子排布式。(1) 按按电子子层的的顺序写序写; (2) 一般地按照一般地按照电子排布三原子排布三原则书写写, 个个别例外，例外，应以以实验为依据依据; 例：例： 47Ag 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1 47Ag Kr 4d105s1 ；Ag+ Kr 4d10 (4)离子的离子的电子排布式，

19、是在基子排布式，是在基态原子的原子的电子排布子排布式基式基础上加上得到或失去的上加上得到或失去的电子子 。第一章第一章 第一节第一节节小结节小结第一章第一章 第一节第一节1、原子核外电子的运动、原子核外电子的运动2、核外电子运动状态的描述、核外电子运动状态的描述3、原子核外电子排布、原子核外电子排布节小结节小结第一章第一章 第一节第一节难点：难点：1、核外电子运动状态的描述核外电子运动状态的描述2、原子核外电子排布原子核外电子排布第一章第一章 第一节第一节1、如何描述核外电子的运动？如何描述核外电子的运动？ 2、描述核外电子运动状态的量子数有哪些？描述核外电子运动状态的量子数有哪些？思考题思考

20、题答：答：(1)只能用只能用统计的的观点指出它在原子核外点指出它在原子核外 、只能用、只能用统计的的观点指出它在原子核外点指出它在原子核外 空空间某某处出出现机会的多少。机会的多少。 空空间某某处出出现机会的多少。机会的多少。 (2)用用“电子云子云”形象的描述核形象的描述核外外电子的子的 、 电子云子云” 运运动。答：答：(1)主量子数主量子数n 。 (2)角量子数角量子数l 。（。（3）磁量子数）磁量子数m。（4）自旋量子数）自旋量子数ms第一章第一章 第一节第一节思考题思考题3、下列轨道表示式能表示磷原子的最低能量状态的是、下列轨道表示式能表示磷原子的最低能量状态的是第一章第一章 第一节

21、第一节思考题思考题章章 页页4、下列电子亚层中，轨道数目最多的是下列电子亚层中，轨道数目最多的是A. n1, l0 B. n2, l1 C. n3, l2 D. n4, l1E. n5, l0第二节元素周期系和元素的基本性质第二节元素周期系和元素的基本性质 当元素按照核当元素按照核电荷数荷数递增的增的顺序排序排列列时，电子排布子排布(构型构型)呈周期性呈周期性变化，化，元素性元素性质呈呈现周期性周期性变化。化。这一一规律律叫做叫做元素周期律元素周期律。元素周期表是原子的元素周期表是原子的电子构型随着子构型随着核核电荷数荷数递增而呈增而呈现周期性周期性变化的反化的反映。映。 一、原子的电子结构和

22、元素周期律一、原子的电子结构和元素周期律第一章第一章 第二节第二节 能级组的形成是元素划分为周期的本质原因。每能级组的形成是元素划分为周期的本质原因。每一个能级组对应于一个周期。一个能级组对应于一个周期。7 7个能级组形成个能级组形成7 7个周期。个周期。 三长三短一不全三长三短一不全短周期（一、二、三周期）短周期（一、二、三周期）长周期（四、五、六周期）周期（四、五、六周期） 不完全周期（第七周期不完全周期（第七周期）（一）（一） 周期（能级组）周期（能级组）第一章第一章 第二节第二节(1)(1)周期表中的周期数就是能级组数。周期表中的周期数就是能级组数。(2)(2)元素所在的周期序数等于该

23、元素原子所处的最高能元素所在的周期序数等于该元素原子所处的最高能级组序数，也等于该元素原子最外电子层的主量子数。级组序数，也等于该元素原子最外电子层的主量子数。 即周期数即周期数 = = 能级组数能级组数 = = 电子层数电子层数(3)(3)各周期元素数目，等于相应能级组内各轨道所能容各周期元素数目，等于相应能级组内各轨道所能容纳的电子总数。纳的电子总数。 由能级组和周期的关系可知，能级组的划分是导致周期表中各元素能划分为周期的本质原因。能级组和周期的关系第一章第一章 第二节第二节表表 1-4（一）（一） 周期（能级组）周期（能级组）第一章第一章 第二节第二节 原子的原子的价价电子子层结构相似

24、的元素排在同一列，称构相似的元素排在同一列，称为族。族。周期表共周期表共18列，其中列，其中8，9，10三列三列为一族，称一族，称为VIII族族，其余一列一族。共，其余一列一族。共16族。族。指原子核外电子中能与其他原子相互作用形成化学键，跟元素化合价有关的电子。价电子层价电子所处的能级称为价电子层。（ 二）族二）族第一章第一章 第二节第二节 用用“A”表示主族，表示主族，IA-VIIIA，ns1-2np1-6 ，即：最，即：最后一个后一个电子填充在子填充在ns 或或np亚层。共。共7个主族，第个主族，第A一般称一般称为0族。大多数教材是把族。大多数教材是把0族合在一起，即族合在一起，即8个主

25、个主族。族。主族序数主族序数= =最外层电子数最外层电子数= =价电子数价电子数第一章第一章 第二节第二节1.主族和零族主族和零族 用用“B”表示副族。表示副族。IB- VIIB族，共族，共7个副族，最后一个个副族，最后一个电子填充在子填充在 （n-1)d或或（n-2)f 亚层的都属于副族。的都属于副族。 B到到B族：价族：价电子子总数数=族数族数 如：如：钪Ar 3d14s2B和和B族：最外族：最外层电子数子数=族数族数 如：如： 铜 29Cu Ar3d104s1 ，铁Ar3d64s2 2.副族副族第一章第一章 第二节第二节 处于元素周期表的中于元素周期表的中间，共三个，共三个纵行。它行。它

26、们的价的价层电子的构型是子的构型是(n-1)d6-10ns0-2，价，价层电子数是子数是8-10。3.VIII族族第一章第一章 第二节第二节（三）周期表分区（特征电子构型）（三）周期表分区（特征电子构型） 据价层电子构型的特征，将周期表分为5个区：(1)s 区元素：包括IA和IIA族，价电子层的构型为ns12。(2) p区元素：包括IIIA到VIIIA族，价电子层的构型为ns2np16。(3)d 区元素：包括IIIB到VIIB、 VIII族的元素，价电子层的构型为(n-1)d19ns12 (Pd为(n-1)d10ns0)。(4)ds区元素：包括IB和IIB族的元素，外电子层的构型为(n-1)d

27、10ns12。 (5) f 区元素：包括镧系和锕系元素，电子层结构在f亚层上增加电子，外电子层的构型为(n-2)f114(n-1)d02ns2。钍元素例外。第一章第一章 第二节第二节 0 （三）周期表分区（三）周期表分区第一章第一章 第二节第二节二、二、 元素基本性元素基本性质的周期性的周期性由于原子由于原子电子子层结构呈构呈现周期性，因此与周期性，因此与电子子层结构有关的元素的基本性构有关的元素的基本性质如：原子半径、如：原子半径、电离能、离能、电子子亲合能、合能、电负性等也呈性等也呈现明明显的周期性。的周期性。第一章第一章 第二节第二节（一）原子半径（一）原子半径1 1、原子半径的类型、原

28、子半径的类型（1）共价半径：同种元素共价）共价半径：同种元素共价键键长的一半。的一半。（2）金属半径：金属晶体中，相）金属半径：金属晶体中，相邻两原子的核两原子的核间距离距离的一半。的一半。（3）范德）范德华半径：范德半径：范德华半径是指在分子晶体中，分半径是指在分子晶体中，分子子间以范德以范德华力力结合，如稀有气体，相合，如稀有气体，相邻两原子核两原子核间距距的一半。的一半。 如：如：Cl2：共价半径：共价半径 99pm，而范德，而范德华半径半径 180pm。第一章第一章 第二节第二节第一章第一章 第二节第二节1 1、原子半径的类型、原子半径的类型（1）同一族）同一族 同一主族，自上而下，同

29、一主族，自上而下，电子子层数数n增多，主量子数增多，主量子数增大，增大，原子半径就增大原子半径就增大。 同一副族，半径同一副族，半径变化不明化不明显，特，特别是第五周期和是第五周期和第六周期元素接近，第六周期元素接近，这主要是主要是镧系收系收缩造成的。造成的。2、原子半径、原子半径变化化规律：律： 因因为镧系收系收缩，使，使镧系之后的副族元素的原子半径系之后的副族元素的原子半径都相都相应缩小了，使第六周期副族元素的原子半径没有小了，使第六周期副族元素的原子半径没有因因为电子子层的增加而大于第五周期副族元素。的增加而大于第五周期副族元素。 原子半径的相似也使得原子半径的相似也使得这些相些相应的元

30、素化学性的元素化学性质也也很相似。很相似。 镧系元素新增加的电子填充在次外层的镧系元素新增加的电子填充在次外层的（n-2）f轨道上，对外层屏蔽作用更大，有轨道上，对外层屏蔽作用更大，有效核电荷数减少，使整个镧系元素的原子半效核电荷数减少，使整个镧系元素的原子半径减小非常缓慢。径减小非常缓慢。镧系元素的原子半径随原镧系元素的原子半径随原子序数增加逐渐减小的现象称为镧系收缩。子序数增加逐渐减小的现象称为镧系收缩。第一章第一章 第二节第二节镧系收缩第一章第一章 第二节第二节2、原子半径、原子半径变化化规律：律：主族元素第一章第一章 第二节第二节2、原子半径、原子半径变化化规律律（2）同周期）同周期

31、自左至右自左至右核核电荷数依次增加，核荷数依次增加，核对外外层电子的吸子的吸引力增引力增强强，所以，所以原子半径原子半径递减减。 零族元素半径大幅增加，是因零族元素半径大幅增加，是因为惰性气体只有范惰性气体只有范德德华半径，比共价半径大得多。半径，比共价半径大得多。同周期主族元素同周期主族元素r递减快；减快；副族元素副族元素间r递减慢；减慢；镧系元素系元素r减少很少减少很少(镧系收系收缩)。第一章第一章 第二节第二节2、原子半径、原子半径变化化规律：律：（二）（二）电离能离能 I 电离能：气离能：气态原子在基原子在基态时失去失去电子所需的能量，常子所需的能量，常用使用使1mol气气态原子（或阳

32、离子）失去一个原子（或阳离子）失去一个电子所需的能子所需的能量（量（kJ/mol）表示。）表示。 原子失去第一个原子失去第一个电子所需的能量称第一子所需的能量称第一电离能（离能（I1）；）；失去第二个失去第二个电子所需的能量称第二子所需的能量称第二电离能（离能（I2）. I1 I2 I3第一章第一章 第二节第二节I的的变化化规律：律：（1）周期：从左到右，）周期：从左到右，I1渐增大（核增大（核电荷数增加）；荷数增加）；（2）族：从上到下，）族：从上到下，I1渐减少（原子半径增大）；减少（原子半径增大）； 核核电荷越大，原子半径越小，核荷越大，原子半径越小，核对核外核外电子的吸引子的吸引力越力

33、越强强，电离能就越大，反之离能就越大，反之电离能越小。离能越小。（二）（二）电离能离能 I第一章第一章 第二节第二节（三）元素的（三）元素的电负性性 电离能和离能和电子子亲合能合能(基基态的气的气态原子得到原子得到电子能子能力的大小用力的大小用电子子亲合能表示合能表示 )分分别反映元素原子失反映元素原子失去和得到去和得到电子的能力。子的能力。为了能同了能同时量度量度这两种性两种性质，1932年年鲍林提出了林提出了电负性的概念性的概念: 电负电负性性性性是元素的原子在分子中是元素的原子在分子中对成成键电子的吸引子的吸引能力。能力。 无法无法测出出绝对值，鲍林以林以 F=4.0(3.98)F=4.

34、0(3.98) 得其它元得其它元素相素相对值。表。表1-6递变规律：律：同一周期，从左到右，同一周期，从左到右，电负性逐性逐渐增增 大大 同一主族，从上到下，同一主族，从上到下，电负性逐性逐渐减小减小第一章第一章 第二节第二节易失易失电子子变成阳离子即金属性成阳离子即金属性强强；反之，若易得反之，若易得电子子变成阴离子成阴离子则非金属性非金属性强强。（四）元素的金属性和非金属性（四）元素的金属性和非金属性变化化规律：律：（1）同周期：从左到右，）同周期：从左到右，电负性性渐增大，元素的增大，元素的金属性金属性渐减弱，非金属性减弱，非金属性渐强强。（2）同主族：从上到下，元素原子的）同主族：从上

35、到下，元素原子的电负性减小，性减小，金属性金属性渐强强，非金属性，非金属性渐弱弱第一章第一章 第二节第二节r ，I ，x ，非金属性，非金属性 r Ix金属性金属性r，金属性金属性 I，x非金属性非金属性元素性质在周期表中递变规律元素性质在周期表中递变规律第一章第一章 第二节第二节（五）元素的氧化数（五）元素的氧化数氧化数是指在单质或化合物中某元素的一个原子的形式电荷氧化数是指在单质或化合物中某元素的一个原子的形式电荷数。数。氧化数概念是从正负化合价概念分化发展产生的。化合价的氧化数概念是从正负化合价概念分化发展产生的。化合价的原意是某种元素的原子与其他元素的原子相化合时两种元素的原原意是某种

36、元素的原子与其他元素的原子相化合时两种元素的原子数目之间一定的比例关系，所以化合价不应为非整数。例如，子数目之间一定的比例关系，所以化合价不应为非整数。例如，在在Fe3O4中，中，Fe实际上存在两种价态：实际上存在两种价态：+2和和+3价，其分子组成为：价，其分子组成为：Fe+3Fe+2Fe+3O4。氧化数是形式电荷数，所以可以为分数。氧化数是形式电荷数，所以可以为分数。 O的总氧化数是的总氧化数是-8，而，而3个个Fe的总氧化数应该是的总氧化数应该是+8，所以铁元素，所以铁元素的氧化数的平均值是的氧化数的平均值是+8的的1/3，即就是，即就是+8/3。 同一元素，氧化数越高，电负性越大。同一

37、元素，氧化数越高，电负性越大。第一章第一章 第二节第二节节小结节小结1 1、原子的电子结构和元素周期律、原子的电子结构和元素周期律2、 元素基本性元素基本性质的周期性的周期性节小结节小结难点：难点：元素基本性元素基本性质的周期性的周期性思考题思考题1 1、氧化数和化合价两个概念有何区别氧化数和化合价两个概念有何区别 答：答：氧化数是从化合价氧化数是从化合价发展得出来的一种新概念。化合展得出来的一种新概念。化合价的原意是某种元素的原子与其他元素的原子相化合价的原意是某种元素的原子与其他元素的原子相化合时两两种元素的原子数目之种元素的原子数目之间一定的比例关系，所以化合价不一定的比例关系，所以化合

38、价不应为非整数。而氧化数是形式非整数。而氧化数是形式电荷数，所以可以荷数，所以可以为分数。在分数。在大多数情况下，氧化数是把氧元素的氧化数定大多数情况下，氧化数是把氧元素的氧化数定为-2，这也也是由化合价确定了的。它是由化合价确定了的。它们的区的区别是：氧化数只指原子而是：氧化数只指原子而不指原子不指原子团，而化合价既指示原子又指原子，而化合价既指示原子又指原子团。化合价不。化合价不能用分数，而氧化数可以用分数。例如能用分数，而氧化数可以用分数。例如Fe3O4中中铁的氧化数的氧化数是正是正8/3，而化合价是指两个，而化合价是指两个铁原子原子为正正3价，一个价，一个铁原子原子是正是正2价。价。思

39、考题思考题 2、某元素原子的某元素原子的电子排布式子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p5，该原子原子对应的元素在周的元素在周期表中位于期表中位于A.第第4周期，周期，A族，族，s区区 B.第第4周期，周期，A族，族，p区区C.第第4周期，周期，A族，族，d区区 D.第第4周期，周期，B族，族，s区区E.第第4周期，周期，B族，族，p区区章章 页页第三第三节 化学化学键 我我们把分子内部直接相把分子内部直接相邻原子原子间的的强强的相互作的相互作用力称用力称为化学化学键。 化学化学键有三种有三种类型：型：a.离子离子键 (ionic bond)b.共价共价键 (covale

40、nt bond)c.金属金属键 (metal bond)第一章第一章 第三节第三节一、离子键一、离子键（一）离子键的形成（一）离子键的形成n Na（2s22p63s1）n Cl（3s23p5）n NaCl静电引力 n Na+（2s22p6）n Cl-（3s23p6）-ne+ne德国化学家科塞尔 离子离子键 ：相反相反电荷的正、荷的正、负离子通离子通过静静电作用而形成的化学作用而形成的化学键。 形成离子形成离子键重要条件：重要条件：两成两成键原子的原子的电负性差性差值较大大如：第一章第一章 第三节第三节（二）离子键的本质及特点（二）离子键的本质及特点离子离子键的的本本质是是静静电作用力。作用力。

41、离子离子键的的特点特点：没有方向性和没有方向性和饱和性。和性。 a.与任何方向与任何方向电性不同的离子相吸引，所以性不同的离子相吸引，所以无方向性无方向性。 b.只要是正只要是正负离子之离子之间，则彼此吸引，即彼此吸引，即无无饱和性和性。离子离子键的的强强度是吸引力与排斥力的平衡度是吸引力与排斥力的平衡结果。通常用果。通常用晶格能晶格能来衡量。来衡量。离子离子键的形成条件是两个成的形成条件是两个成键原子原子电负性足性足够大。大。一般相差一般相差1.7时，可以判断形成离子，可以判断形成离子键。第一章第一章 第三节第三节 晶格能：晶格能：在在标准状准状态下下(298K)，将，将1mol离子晶离子晶

42、体体转化化为气气态离子所吸收的能量。离子所吸收的能量。(Ela) 离子的离子的电荷越高，半径越小，晶格能也越大，荷越高，半径越小，晶格能也越大，化合物越化合物越稳定，离子化合物的熔点和沸点也就越定，离子化合物的熔点和沸点也就越高。高。NaCl (s) Na+ (g) + Cl- (g) U=788kJmol-1（二）离子键的本质及特点（二）离子键的本质及特点第一章第一章 第三节第三节二、共价二、共价键路易斯 1916 年，美国科学家年，美国科学家 Lewis 提出提出原子原子间共用共用电子子对成成键的概念。的概念。 同种元素的原子以及同种元素的原子以及电负性相近的性相近的原子原子间可以通可以通

43、过共用共用电子子对形成分子。形成分子。 共用一共用一对电子形成子形成单键，共用两，共用两对或三或三对电子子形成双形成双键或三或三键。 共价共价键(covalent bond)：原子通：原子通过共用共用电子子对形形成的化学成的化学键。第一章第一章 第三节第三节路易斯路易斯结构式构式：利用小黑点代表：利用小黑点代表电子（或用短子（或用短线代表一代表一对成成键电子子对）表示出分子中原子周）表示出分子中原子周围的价的价层电子，并子，并结合惰性气体合惰性气体8电子子稳定定结构的事构的事实，确定，确定一些分子或离子的一些分子或离子的结构式。例如：构式。例如：二、共价二、共价键第一章第一章 第三节第三节 1

44、930年，年，L.Pauling等人在此基等人在此基础上，建立了上，建立了现代代价价键理理论（ valence bond theory ,VBT)，又称，又称电子配子配对理理论。二、共价二、共价键第一章第一章 第三节第三节1. 1. 只有自旋方向相反的未成对电子只有自旋方向相反的未成对电子 ( (单电子单电子) ) ，可，可以配以配对形成稳定的共价键。对形成稳定的共价键。2.2.一个原子有几个未成对电子，就能与几个其它原子一个原子有几个未成对电子，就能与几个其它原子的几个自旋方向相反的未对电子形成共价健。的几个自旋方向相反的未对电子形成共价健。3.3.成键电子的两原子轨道尽可能达到最大重叠。轨

45、道成键电子的两原子轨道尽可能达到最大重叠。轨道重叠程度愈大，两核间电子的概率密度愈密集，系统能重叠程度愈大，两核间电子的概率密度愈密集，系统能量降低越多形成的共价键愈稳定。这称为原子轨道最大量降低越多形成的共价键愈稳定。这称为原子轨道最大重叠原理。重叠原理。要点第一章第一章 第三节第三节1.共价共价键的本的本质根据价根据价键理理论，共价，共价键是原子是原子间通通过共用共用电子子对（即（即电子云的重叠）所形成的化学子云的重叠）所形成的化学键。共价。共价键形成的形成的本本质就是就是电子云的重叠，子云的重叠，电子云重叠越多，分子越子云重叠越多，分子越稳定。两个原子的未成定。两个原子的未成对电子，只有

46、自旋相反，才能配子，只有自旋相反，才能配对形成一个共价形成一个共价键。 （二）共价键的本质和特征（二）共价键的本质和特征第一章第一章 第三节第三节 (1)共价共价键的的饱和性和性 自旋方向相反的自旋方向相反的单电子配子配对形成共价形成共价键后，就不能后，就不能再和其它原子中的再和其它原子中的单电子配子配对。所以，每个原子所能。所以，每个原子所能形成共价形成共价键的数目取决于的数目取决于该原子中的原子中的单电子数目。子数目。例例如：两个如：两个氯各有一个未成各有一个未成对电子，它子，它们可以配可以配对形成形成单键(Cl-Cl)。+1s3pz2.2.共价共价键的特征的特征第一章第一章 第三节第三节

47、 成键电子的原子轨道在空间都有一定的形状和取向。成键电子的原子轨道在空间都有一定的形状和取向。两原子轨道只有沿一定的方向靠近才能达到最大程度两原子轨道只有沿一定的方向靠近才能达到最大程度的重叠，才能形成稳定的共价键的重叠，才能形成稳定的共价键。如：如： (2)共价键的共价键的方向性方向性第一章第一章 第三节第三节如下图所示的重叠，将破坏原子轨道的对称性。如下图所示的重叠，将破坏原子轨道的对称性。X+X+sp+pzz+pz (2)共价键的共价键的方向性方向性第一章第一章 第三节第三节( (三三) )共价键的类型共价键的类型 由于成键原子轨道重叠方式的不同，形成了两由于成键原子轨道重叠方式的不同，

48、形成了两种不同类型的共价键。种不同类型的共价键。 1. 键键: 两原子轨道沿键轴两原子轨道沿键轴(成键原子核连线成键原子核连线)方向进行同号重叠方向进行同号重叠(头碰头头碰头)。第一章第一章 第三节第三节( (三三) )共价键的类型共价键的类型第一章第一章 第三节第三节 两原子轨道沿键轴方向在键轴两侧平行同号重两原子轨道沿键轴方向在键轴两侧平行同号重叠叠( (肩并肩肩并肩) )。2. 键键“肩并肩肩并肩”第一章第一章 第三节第三节 由于由于键的的轨道重叠程度小于道重叠程度小于 键，所以，所以键的的键能能通常小于通常小于 键，稳定性也定性也较低，两原子形成共价低，两原子形成共价键时，优先形成先形

49、成 键。( (三三) )共价键的类型共价键的类型第一章第一章 第三节第三节 键 键 参加成键的轨道 s s、p p 及各种杂化轨道及各种杂化轨道 仅仅 p p 轨道轨道 电子云重叠方式 头对头头对头 肩并肩肩并肩 重叠程度及键能 大大 小小 该键牢固否 牢固牢固 不牢固不牢固 沿键轴旋转键断裂否 不断裂不断裂 断裂断裂 键的对称情况 沿键轴圆柱对称沿键轴圆柱对称 沿键轴平面沿键轴平面 镜面反对称镜面反对称 键键 与与键的比较键的比较第一章第一章 第三节第三节( (四四) )共价共价键参数参数 化学化学键的性的性质在理在理论上可由量子力学上可由量子力学计算作定量算作定量的的讨论，也可以通，也可以

50、通过表征表征键性性质的某些物理量来描述，的某些物理量来描述，如：如：键长、键角、和角、和键能等，能等，这些物理量些物理量统称称为键参参数。数。第一章第一章 第三节第三节 在在100kPa、298K、将、将1mol理想气体理想气体AB分子解离成分子解离成为理想气体理想气体A原子和原子和B原子，原子，这一一过程的所需的能量称作程的所需的能量称作键能。又称作能。又称作键焓。单位位为kJ/mol 。它表示。它表示键的牢固程的牢固程度。度。 键能越大，能越大，键越牢固，所形成的分子越越牢固，所形成的分子越稳定定 对于双原子分子来于双原子分子来说，键能也就是解离能能也就是解离能(D)。 1. 键能能(Eb

51、)键能能表示表示键的的强强弱弱第一章第一章 第三节第三节键长是指构成共价是指构成共价键的两个原子的核的两个原子的核间距离。距离。 在在H2中两个原子的核中两个原子的核间距距为74pm，即，即HH键长为74pm。(1pm=10-12m) 键长越小，越小，键越越强强，越牢固，分子，越牢固，分子稳定。定。 2. 键长(l): 第一章第一章 第三节第三节 分子中分子中键和和键之之间的的夹角叫角叫键角。角。 键角是反映分子空角是反映分子空间结构的重要因素之一。构的重要因素之一。如果知道了一个分子的所有如果知道了一个分子的所有键长和和键角数据，那角数据，那么么这个分子的几何构型也就知道了。个分子的几何构型

52、也就知道了。 例如：二氧化碳中例如：二氧化碳中OCO键角等于角等于180，可以知道二氧化碳，可以知道二氧化碳分子是直分子是直线型的，而且两个型的，而且两个C-O键长相等，是一个相等，是一个对称分子。称分子。 3. 键角角()第一章第一章 第三节第三节 键的极性是由于成的极性是由于成键原子的原子的电负性不同性不同而引起的。而引起的。当成当成键原子的原子的电负性相同或相近性相同或相近时，核，核间的的电子云密集子云密集区域在两核的中区域在两核的中间位置附近，两个原子核正位置附近，两个原子核正电荷所形成荷所形成的正的正电荷重心和成荷重心和成键电子子对的的负电荷重心几乎重合，荷重心几乎重合，这样的共价的

53、共价键称称为非极性共价非极性共价键。如。如H2、O2分子中的共价分子中的共价键就是非极性共价就是非极性共价键。 4.键的极性的极性第一章第一章 第三节第三节 当成当成键原子的原子的电负性不同性不同时，核，核间的的电子云密集区域子云密集区域偏向偏向电负性性较大的原子一端，使之大的原子一端，使之带部分部分负电荷，而荷，而电负性性较小的原子一端小的原子一端则带部分正部分正电荷，荷，键的正的正电荷重心荷重心与与负电荷重心不重合，荷重心不重合，这样的共价的共价键称称为极性共价极性共价键。如如HCl分子中的分子中的H-Cl键就是极性共价就是极性共价键。 4.键的极性的极性第一章第一章 第三节第三节价键理论

54、的优点： 价价键理理论继承了路易斯共享承了路易斯共享电子子对的概念，的概念，阐明了共价明了共价键形成的形成的过程和本程和本质，并成功的解，并成功的解释了共价了共价键的方向性、的方向性、饱和性等特点。和性等特点。 4.键的极性的极性第一章第一章 第三节第三节 又称配位共价又称配位共价键，是一种特殊的，是一种特殊的共价共价键。配位。配位键是一是一类特殊的共价特殊的共价键，共有，共有电子子对是由一个原子是由一个原子单方面提供而跟另一个具有空方面提供而跟另一个具有空轨道的原子共有的。道的原子共有的。这样的共价的共价键叫做配位叫做配位键。用用“”表示。表示。 铵离子是由配位离子是由配位键的典型例子。的典

55、型例子。铵分子的氮原子分子的氮原子上有一上有一对没有跟其他原子公用的没有跟其他原子公用的电子子对。氢离子具离子具有一个空有一个空轨道，当氨分子、道，当氨分子、氢离子相互作用离子相互作用时，氨，氨分子上的弧分子上的弧对电子子进入入氢离子的空离子的空轨道。道。这一一对电子在氨分子、子在氨分子、氢原子之原子之间公用，形成配位公用，形成配位键。 ( (五五) )配位配位键第一章第一章 第三节第三节例 ( (五五) )配位配位键第一章第一章 第三节第三节CH4的分子结构的分子结构 为了解释上述事实，著名化学家鲍林提出了杂化轨道理论,对价键理论进行了补充。第一章第一章 第三节第三节 1.杂化化轨道道理理论

56、认为： 原子原子轨道在成道在成键的的过程中并不是一成不程中并不是一成不变的。同一的。同一原子中能量相近的的几个原子原子中能量相近的的几个原子轨道，在成道，在成键过程中可程中可重新重新组合，形成相同数目的新的原子合，形成相同数目的新的原子轨道，而改道，而改变了了原来原子原来原子轨道的状道的状态（能量和状（能量和状态），），这一一过程称程称为杂化化(hybridization)。 形成的新的形成的新的轨道叫道叫杂化原子化原子轨道道(hybrid atomic orbital)。简称称杂化化轨道。道。三、杂化原子轨道三、杂化原子轨道第一章第一章 第三节第三节 2. 原子在成原子在成键时，同一原子中能

57、，同一原子中能级相近的原子相近的原子轨道可参与道可参与杂化化组成新成新轨道。道。3. 只有在形成分子只有在形成分子时，同一中心原子能量相近，同一中心原子能量相近的原子的原子轨道才能道才能进行行杂化。化。ns、np或或ns、np、nd 或或 (n-1)d、ns、np4. 形成的形成的杂化化轨道数等于参与道数等于参与杂化的原子化的原子轨道道数。即数。即杂化前后化前后轨道数目不道数目不变。三、杂化原子轨道三、杂化原子轨道第一章第一章 第三节第三节5. 5. 杂化改变了原子轨道的形状杂化改变了原子轨道的形状。杂化轨道一头。杂化轨道一头大，一头小，大，一头小，轨道之间呈最大夹角分布轨道之间呈最大夹角分布

58、，有利，有利于轨道最大重叠。有更强的方向性和更强的成于轨道最大重叠。有更强的方向性和更强的成键能力。键能力。三、杂化原子轨道三、杂化原子轨道第一章第一章 第三节第三节 （1）sp杂化化轨道：道：1个个s轨道和道和1个个p轨道道杂化化得到两个等同的得到两个等同的sp杂化化轨道。每个道。每个轨道含有道含有0.5s和和0.5p的成分，两个的成分，两个轨道道间的的夹角角为180。（二）杂化轨道类型及实例分析（二）杂化轨道类型及实例分析第一章第一章 第三节第三节基基态Be价价层电子排布：子排布：2s2spsp杂化化在在BeCl2分子形成中，分子形成中，Be原子原子轨道的道的杂化化过程如下：程如下：激激发

59、（二）杂化轨道类型及实例分析（二）杂化轨道类型及实例分析第一章第一章 第三节第三节 Be原子的每个原子的每个sp杂化化轨道分道分别与与Cl原子的原子的3p轨道重叠，形成两个道重叠，形成两个 键，生成生成BeCl2分子。由于采用分子。由于采用sp杂化，化，轨道道间的的夹角角为180，所以，所以BeCl2分子的几分子的几何构型何构型为构型构型为直直线型。型。BeCl2分子的轨道重叠图分子的轨道重叠图BeCl2分子的形状分子的形状（二）杂化轨道类型及实例分析（二）杂化轨道类型及实例分析第一章第一章 第三节第三节 2. sp2杂化化轨道：道：由由1个个s轨道与道与2个个p轨道道杂化得化得到到3个等同的

60、个等同的sp2杂化化轨道。每个道。每个轨道含有道含有1/3 s和和2/3 p的成分，的成分，3个个轨道道处于同一平面，每个于同一平面，每个轨道道间的的夹角角为120。（二）杂化轨道类型及实例分析（二）杂化轨道类型及实例分析第一章第一章 第三节第三节例如：例如：在在BF3分子形成中，分子形成中，B原子原子轨道的道的杂化化过程如下：程如下：基基态B价价层电子排布：子排布： 2s22p1sp2sp2杂化化激激发（二）杂化轨道类型及实例分析（二）杂化轨道类型及实例分析第一章第一章 第三节第三节 B原子的原子的3个个sp2杂化化轨道分道分别与与三个三个F原子的原子的2p轨道重叠，形成道重叠，形成3个个

61、键，生成生成BF3分子。由于采用分子。由于采用sp2杂化，化，轨道道间的的夹角角为120，所以，所以BF3分子的几何分子的几何构型构型为构型构型为平面三角形。平面三角形。BF3分子的轨道重叠图分子的轨道重叠图BF3分子的形状图分子的形状图（二）杂化轨道类型及实例分析（二）杂化轨道类型及实例分析第一章第一章 第三节第三节 3 sp3杂化化杂化化轨道：道：由由1个个s轨道和道和3个个p轨道道杂化得到化得到4个等同的个等同的sp3杂化化轨道。每个道。每个轨道含有道含有1/4 s和和3/4 p的成分，的成分， sp3杂化化轨道分道分别指向四面体的指向四面体的4个个顶角，角，4个个轨道彼此道彼此间的的夹

62、角角为10928。（二）杂化轨道类型及实例分析（二）杂化轨道类型及实例分析第一章第一章 第三节第三节基基态C价价层电子排布：子排布： 2s22p2例如：例如：在在CH4分子形成中，分子形成中，C原子原子轨道的道的杂化化过程如下：程如下：激激发sp3（二）杂化轨道类型及实例分析（二）杂化轨道类型及实例分析第一章第一章 第三节第三节 C原子的原子的4个个sp3杂化化轨道分道分别与与四个四个H原子的原子的1s轨道重叠，形成道重叠，形成4个个 键，生成生成CH4分子。因分子。因H原子是沿着原子是沿着杂化化轨道伸展方向重叠，因此甲道伸展方向重叠，因此甲烷的的空空间构型构型为正四面体正四面体。（二）杂化轨

63、道类型及实例分析（二）杂化轨道类型及实例分析第一章第一章 第三节第三节杂化轨道的类型与分子的空间构型杂化轨道的类型与分子的空间构型Be(A)B(A)C,Si(A)N,P(A)O,S(A)Hg(B)s+ps+(3)ps+(2)ps+(3)p2443中心原子中心原子杂化轨道类型杂化轨道类型 sp sp2 sp3 sp3 不等性不等性参加杂化的轨道参加杂化的轨道杂化轨道数杂化轨道数成键轨道夹角成键轨道夹角分子空间构型分子空间构型实例实例 直线形直线形 三角形三角形 四面体四面体 三角锥三角锥 V V型型第一章第一章 第三节第三节节小结节小结1 1、离子键离子键2、共价键共价键3、杂化原子轨道、杂化原

64、子轨道第一章第一章 第三节第三节节小结节小结难点：难点：1、共价键理论共价键理论2、杂化原子轨道、杂化原子轨道第一章第一章 第三节第三节思考题思考题1 1、为什么共价键具有饱和性和方向性？为什么共价键具有饱和性和方向性？ 答：共价键具有饱和性的根源是原子核外未成对电子的答：共价键具有饱和性的根源是原子核外未成对电子的成键。已成键的电子不能再与其他原子配对成键，故一个成键。已成键的电子不能再与其他原子配对成键，故一个原子形成共价键的数目受到原子内未成对电子数的限制；原子形成共价键的数目受到原子内未成对电子数的限制；共价键具有方向性的根源是原子轨道的最大重叠，原子轨共价键具有方向性的根源是原子轨道

65、的最大重叠，原子轨道重叠越多，形成的共价键才越稳定。道重叠越多，形成的共价键才越稳定。第一章第一章 第三节第三节思考题思考题2、键、键、键在电子云重叠方式及键的稳定性上有键在电子云重叠方式及键的稳定性上有何区别何区别 ？ 答：答：键是成键原子轨道沿键轴方向以键是成键原子轨道沿键轴方向以“头碰头头碰头”的方的方式重叠而形成的共价键，轨道重叠程度大，键比较牢固；式重叠而形成的共价键，轨道重叠程度大，键比较牢固；键是成键原子轨道垂直于两核连线，以键是成键原子轨道垂直于两核连线，以“肩并肩肩并肩”的方的方式重叠而成的共价键，轨道重叠程度小，不稳定。式重叠而成的共价键，轨道重叠程度小，不稳定。第一章第一

66、章 第三节第三节章章 页页第四第四节 分子分子间作用力作用力 分子分子间作用力：物作用力：物质的分子与分子之的分子与分子之间存在着一种存在着一种比比较弱的相互作用力。弱的相互作用力。 分子分子间作用力最早是由荷作用力最早是由荷兰科学家范德科学家范德华提出的，提出的，因此也称范德因此也称范德华力。力。分子分子间作用力主要包括范德作用力主要包括范德华力和力和氢键。第一章第一章 第四节第四节一、分子的极性一、分子的极性键的极性的极性及及分子的构型分子的构型决定分子的极性决定分子的极性。 分子中正分子中正负电荷中心不重合在同一位置上荷中心不重合在同一位置上分分子具有极性。子具有极性。极性分子：极性分子

67、： HCl， HF ， SO2， NH3，CO，CHCl3 非极性分子：非极性分子： O2，N2，CO2，CCl4，CH4第一章第一章 第四节第四节双原子分子：双原子分子：（1）两个相同原子的双原子分子，）两个相同原子的双原子分子，电负性相同，分子中性相同，分子中电子云的分布是均匀的，在整个分子中，正子云的分布是均匀的，在整个分子中，正负电荷重心荷重心重合，重合，这种分子种分子叫非极性分子叫非极性分子。如。如H2、N2等等。一、分子的极性一、分子的极性第一章第一章 第四节第四节双原子分子：双原子分子：（2）两个不同原子的双原子分子，）两个不同原子的双原子分子，电负性不同，性不同，电子云子云偏向

68、偏向电负性性较大的原子。整个分子中正大的原子。整个分子中正负电荷重心不重荷重心不重合，合，这种分子叫做极性分子。如种分子叫做极性分子。如HCl， HF等等。一、分子的极性一、分子的极性第一章第一章 第四节第四节多原子分子：取决于分子的空多原子分子：取决于分子的空间构型。构型。若分子的空若分子的空间构型构型对称，称，键的极性相互抵消，分的极性相互抵消，分子中正子中正负电荷重心重合，因此荷重心重合，因此为非极性分子。非极性分子。如：如：CO2，BeCl2，BF3，CH4一、分子的极性一、分子的极性第一章第一章 第四节第四节若分子的空若分子的空间构型不构型不对称，称，键的极性不能抵消，的极性不能抵消

69、，所以分子中正所以分子中正负电荷重心不重合，荷重心不重合，为极性分子。极性分子。如：如：SO2，H2O，NH3等等.多原子分子：取决于分子的空多原子分子：取决于分子的空间构型。构型。一、分子的极性一、分子的极性第一章第一章 第四节第四节分子的偶极矩分子的偶极矩分子的偶极矩分子的偶极矩表示分子极性的大小表示分子极性的大小表示分子极性的大小表示分子极性的大小单位位: Cm 库仑.米米方向方向: 正正电荷中心荷中心负电荷中心荷中心 = q dq为正正电荷或荷或负电荷重心的荷重心的电量，量，d为正正负电荷重心的距离又称偶极荷重心的距离又称偶极长度。度。若若 =0，分子，分子为非极性分子，非极性分子，

70、越大，分子极性越大。越大，分子极性越大。一、分子的极性一、分子的极性第一章第一章 第四节第四节 一般来说，空间结构对称的（如直线形、一般来说，空间结构对称的（如直线形、平面三角性、正四面体）分子，其分子的偶平面三角性、正四面体）分子，其分子的偶极矩为极矩为0 0，是非极性分子。，是非极性分子。+ q- qd.+ +极性分子极性分子 0 非极性分子非极性分子 = 0.一、分子的极性一、分子的极性第一章第一章 第四节第四节二、范德华力二、范德华力（一）取向力（一）取向力 极性分子与极性分子极性分子与极性分子之之间由于由于永久偶极永久偶极间的相互作用而的相互作用而产生的静生的静电引力称引力称为取向力

71、取向力。包括：色散力、包括：色散力、诱导力、取向力力、取向力取向力只有极性分子与极性分子之间才存在。取向力的本质是静电引力，其大小决定于极性分子的偶极矩。分子的极性越强，偶极矩越大，取向力越大。 第一章第一章 第四节第四节（二）（二）诱导力力 当当极性分子与非极性分子极性分子与非极性分子充分接近充分接近时，在极性分子，在极性分子永久偶极永久偶极的影响下，非极性分子原来重合的正、的影响下，非极性分子原来重合的正、负电荷荷中心中心发生相生相对的位移而的位移而产生生诱导偶极偶极。 这种种电荷重心的相荷重心的相对位移叫做位移叫做“变形形”，因，因变形而形而产生的偶极，叫做生的偶极，叫做诱导偶极，以区偶

72、极，以区别于极性分子中原有的于极性分子中原有的固有偶极。固有偶极。 极性分子极性分子的永久偶极的永久偶极与另一分子与另一分子的的诱导偶极偶极之之间产生的静生的静电吸引作用力称吸引作用力称为诱导力力。第一章第一章 第四节第四节同样，在同样，在极性分子和极性分子极性分子和极性分子之间，除了取向力外，之间，除了取向力外，由于极性分子的相互影响，每个分子也会发生变形，由于极性分子的相互影响，每个分子也会发生变形，产生诱导偶极。其结果使分子的偶极矩增大，既具有产生诱导偶极。其结果使分子的偶极矩增大，既具有取向力又具有诱导力。取向力又具有诱导力。（二）（二）诱导力力第一章第一章 第四节第四节（三）色散力（

73、三）色散力 由于由于瞬瞬时偶极偶极之之间的相互吸引而的相互吸引而产生的作用力称生的作用力称为色散力色散力。 分子的分子的变形性越大形性越大(分子量越大分子量越大) ，越容易，越容易产生瞬生瞬时偶极，色散力越大。偶极，色散力越大。 分子内的原子核和分子内的原子核和电子都在作一定形式的运子都在作一定形式的运动，因而在某一瞬因而在某一瞬间，分子中核和，分子中核和电子子发生瞬生瞬间相相对位移，位移，使正、使正、负电荷重心不相重合，从而荷重心不相重合，从而产生生瞬瞬时偶极。偶极。第一章第一章 第四节第四节 由于在极性分子中也会由于在极性分子中也会产生瞬生瞬时偶极，因此不偶极，因此不仅非极性分子之非极性分

74、子之间存在色散力，而且非极性分子与极存在色散力，而且非极性分子与极性分子之性分子之间及极性分子之及极性分子之间也存在色散力也存在色散力。+-+-+ - + - +（三）色散力（三）色散力第一章第一章 第四节第四节 由此可由此可见：取向力取向力存在于极性分子之存在于极性分子之间；诱导力力存存在于极性和非极性以及极性和极性分子之在于极性和非极性以及极性和极性分子之间；色散力色散力存在于任何分子存在于任何分子间。（三）色散力（三）色散力第一章第一章 第四节第四节分子间力对物质性质的影响共价分子型物共价分子型物质的熔点、沸点低。的熔点、沸点低。 同同类分子型物分子型物质的熔点、沸点随分子量增加的熔点、

75、沸点随分子量增加而升高。而升高。 分子型晶体熔化、分子型液体、气化只需要破分子型晶体熔化、分子型液体、气化只需要破坏分子坏分子间弱的分子弱的分子间力，所以熔、沸点低。力，所以熔、沸点低。 分子量增大，分子的分子量增大，分子的变形性增大，色散力亦增形性增大，色散力亦增大。大。分子分子间力也影响物力也影响物质的溶解度。的溶解度。相似相溶相似相溶第一章第一章 第四节第四节三、三、氢键（一）（一）氢键的形成的形成 当当氢与与电负性大、半径小性大、半径小的元素的元素X(如如F、O、N)以以共价共价键结合的合的时候，候，这种种强强极性极性键使体使体积小的小的氢原子原子带上密度很大的正上密度很大的正电荷，荷

76、，氢可可与另一与另一电负性大且性大且带有孤有孤对电子的元素子的元素Y，产生相当大的吸引力。生相当大的吸引力。这种吸引作用称种吸引作用称为氢键。 氢键基本上是静基本上是静电引力，引力，不是化学不是化学键。氢键可表示为：第一章第一章 第四节第四节氢键存在的证明第一章第一章 第四节第四节 影响氢键强弱的因素： （1）X与与Y的的电负性；性；电负性越大，性越大，氢键越越强强。 （2） X与与Y的半径大小。半径越小，的半径大小。半径越小，氢键越越强强。常见氢键的强弱次序：形成氢键XH Y的条件：（1）有一个与）有一个与电负性很大的元素性很大的元素X相相结合的合的H原子原子 （2）有一个）有一个电负性大半

77、径小并有孤性大半径小并有孤对电子的子的Y原子。原子。（一）（一）氢键的形成的形成第一章第一章 第四节第四节（二）（二）氢键的特点的特点1、氢键有方向性和有方向性和饱和性。和性。饱和性指每个和性指每个X-H的的氢只能与一个只能与一个Y原子相互吸引形成原子相互吸引形成氢键。方向性指与。方向性指与X原子原子结合的合的H原子尽量沿着原子尽量沿着Y原子原子的孤的孤对电子云伸展方向去吸引。子云伸展方向去吸引。2、氢键属于静属于静电引力引力键能大于范德能大于范德华力，弱于化学力，弱于化学键。键能能较小小(小于共价小于共价键键能，略大于分子能，略大于分子间力力)。第一章第一章 第四节第四节3、氢键可以形成分子

78、内可以形成分子内氢键和分子和分子间氢键。 一个分子的一个分子的X-H与另一个分与另一个分子的子的Y原子相吸引而形成的原子相吸引而形成的氢键叫做叫做分子分子间氢键； 一个分子一个分子X-H与其内部的与其内部的Y原子相吸引而形成的原子相吸引而形成的氢键叫做叫做分子内分子内氢键。第一章第一章 第四节第四节（二）（二）氢键的特点的特点（四）（四）氢键对物物质性性质的影响：的影响：1、熔点和沸点、熔点和沸点2、溶解度、溶解度分子分子间氢键使化合物的熔点和沸点升高。使化合物的熔点和沸点升高。分子内分子内氢键使化合物的熔点和沸点降低。使化合物的熔点和沸点降低。 极性溶极性溶剂中，溶中，溶质与溶与溶剂分子分子

79、间形成形成氢键，溶，溶解度增大。乙醇与水任意比互溶。解度增大。乙醇与水任意比互溶。 溶溶质分子内形成分子内形成氢键，使其在极性溶，使其在极性溶剂中的溶中的溶解度减小，在非极性溶解度减小，在非极性溶剂中的溶解度增大。中的溶解度增大。3、生物大分子高、生物大分子高级结构的影响。构的影响。第一章第一章 第四节第四节四、疏水性相互作用四、疏水性相互作用 非极性分子之非极性分子之间的一种弱的、非共价的相互作的一种弱的、非共价的相互作用。用。这些非极性分子（如一些中性氨基酸残基，也些非极性分子（如一些中性氨基酸残基，也称之疏水残基）在水相称之疏水残基）在水相环境中具有避开水而相互聚境中具有避开水而相互聚集

80、的集的倾向。向。 疏水相互作用对大多数蛋白质的结构和性质非常关键。疏水相互作用为蛋白质的折叠提供了主要的推动力，使疏水残基处在蛋白质分子的内部。章章 页页第一章第一章 第四节第四节节小结节小结1 1、分子的极性分子的极性2、范德华力范德华力3、氢键第一章第一章 第三节第三节4、疏水性相互作用疏水性相互作用节小结节小结难点：难点：1、分子极性判断分子极性判断2、分子间作用力、分子间作用力第一章第一章 第三节第三节思考题思考题 1、比比较下列各下列各组中两物中两物质的熔点高低，并的熔点高低，并简要要说明明理由。理由。 H2O和和H2S CI4和和CCl4 NH3和和PH3 H2与与HF 答：答：H

81、2O的熔点比的熔点比H2S的熔点高，这是由于水分子间氢键的的熔点高，这是由于水分子间氢键的形成可以使水分子缔合，从而导致熔点升高。形成可以使水分子缔合，从而导致熔点升高。 CI4的熔点比的熔点比CCl4的熔点低，是由于离子极化导致离子键向共的熔点低，是由于离子极化导致离子键向共价键过渡，离子型晶体向共价型晶体过渡，物质的熔点降低。价键过渡，离子型晶体向共价型晶体过渡，物质的熔点降低。 NH3的熔点比的熔点比PH3的熔点高，这是由于氨分子间氢键的形成可的熔点高，这是由于氨分子间氢键的形成可以使氨分子缔合，从而导致熔点升高。以使氨分子缔合，从而导致熔点升高。 H2的熔点比的熔点比HF的熔点低，这是由于的熔点低，这是由于HF分子间氢键的形成可以分子间氢键的形成可以使使HF分子缔合，从而导致分子缔合，从而导致HF熔点升高。熔点升高。第一章第一章 第三节第三节思考题思考题 2、一般情况下，组成和结构相似的物质一般情况下，组成和结构相似的物质 愈愈大，分子愈易变形，大，分子愈易变形， 愈大，物质的愈大，物质的 愈高。愈高。第一章第一章 第三节第三节章章 页页极化性极化性熔点熔点离子半径离子半径 本章结束