物质结构基础.docx

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1、41第二章物质结构基础di/【知识目标】1.了解核外电子的运动特点，理解核外电子的排布规律以及核外电子排布与元素周期系的关系。2.掌握元素的基本性质的周期性变化规律。3.理解离子键、共价键的本质、特征及共价键的类型；了解杂化轨道理论的要点以及sp型杂化的分子空间构型。4.了解分子间作用力的特点，掌握分子间力对物质性质的影响；5.掌握氢键的形成条件、本质、特征及对物质性质的影响。【能力目标】1.能书写1—36号元素原子的核外电子排布式、价电子构型。2.能根据元素周期律比较、判断主族元素单质、化合物性质的差异。.3.会根据分子间力和氢键的性质说明其对物质性质的影响。物质世界种类繁多，精彩

2、纷呈。化学元素以游离态或化合态的形式存在于不同的物质中。不同物质表现出各自不同特征的性质，其根本原因在于物质微观结构的差异。为深入了解物质变化的根本原因，必须进一步研究物质的微观结构。本章将讨论原子结构、化学键和分子结构方面的基本理论和基础知识，对于掌握物质的性质及其变化规律具有十分重要的意义。第一节原子的组成一、原子的组成原子是由位于原子中心带正电荷的原子核和核外带负电荷的电子组成，原子核集中了原子全部的正电荷和几乎全部的质量；带负电荷的电子在核外空间一定范围内绕核高速运动。科学实验证明，原子核由质子和中子组成。原子是电中性的，一个电子带一个单位负电荷，一个质子带一个单位正电荷，中

3、子不带电。所以，原子核所带正电荷数（核电荷数）等于核内质子数，而且原子核所带正电荷数与其核外电子所带负电荷数相等。将已发现的114种元素按核电荷数从小到大依次排列起来，得到的序号称为元素的原子序数。即：原子序数=核电荷数（Z）=核内质子数=核外电子数（2-1）原子是一种微粒，就有一定的质量。原子的质量应是质子、中子、电子的41质量之和，但一个电子的质量很小，相当于质子或中子质量的1/1837,可忽略不计。因此原子的质量主要集中在原子核上。质子(1.673X1027kg)和中子(1.675X10—27kg)的质量很小，通常采用相对质量。以12C的质量的1/12(1.6606_-27X1

4、0kg)为标准，原子和中子对它的相对质量分别为1.007和1.008,取近似整数值为1。将质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得数值称为质量数。通常质量数用A表示，质子数用Z表示，中子数用N表示，则：原子质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)表2-1原子中基本粒子的质量和相对质量(2-2)基本粒子符号质里/kg相对质量电荷/电子单位质子P-271.673X101.007+1中子n-271.675X101.0080电子e_一一一319.110X10310.00055—1(以12C质量的1/12作为标准。)表示某种原子，一般是将元素的质子数写在元素符号的左下角，将质量数写在左上角，

5、这种表示方法称为原子标记法。例如12C、2；Na。若以X表示某一元素的原子，则构成原子的粒子间的关系式表示如下：‘’质子Z个A原子核」原子(zX)J中子(A-Z)个J亥外电子Z个二、同位素元素是相同质子数的同一类原子的总称。质子数相同，而中子数不同的同种兀素的不同原子互称为同位素。例如氢兀素有三种氢原子：1H、12H、3H表2—2氢的同位素同位素符号名称质子数中子数电子数氢H1101重氢D笊2111超重氢T瓶3121同种元素的同位素虽然质量数不同，但电子层结构相同，所以其化学性质几乎完全相同。到目前为止，发现所有的元素都存在同位素，自然界存在的各种元素的同位素约300多种，而人造同位

6、素达1500多种。在天然存在的某种元素中，不论是游离态还是化合态，各种同位素原子的相对质量分数是不变的，这个相对质量分数叫丰度。通常使用的元素相对原子质量，是按各种天然同位素原子的质量和丰度计算出的平均数值。第二节核外电子的排布化学反应的特征是原子核不发生变化，发生变化的只是核外电子。为了理解化学反应的本质和规律，需要认识核外电子的运动状态和排布规律。41一、核外电子的运动状态1.电子云电子是质量极轻、体积极小的微粒，它在直径10—10m的空间内围绕原子核高速运转。与宏观物体的运动规律不同，电子在核外的运动没有确定的轨道，不能同时准确地测定它在某一时刻的位置和速度。采用统计的方法，对

7、一个电子多次行为或多个电子的一次行为进行研究，可以统计出电子在核外空间某区域出现机会的多少，以此描述电子在核外的运动状态。统计学上，将这种机会图2-1氢原子的五张不同瞬间的照片从单张照片看出电子的运动毫无规律。如果连续给氢原子拍成千上万张照abcd图2-2多张氢原子不同瞬间照片的叠印图2-2表明，电子在核外空间某一区域出现，犹如一团带负电荷的“云雾”，将原子核包围起来，形象化的称之为电子云。离核较近的区域小黑点较密，表明电子在核外空间这个区域出现的机会较多