1、小魔方站作品小魔方站作品 盗版必究盗版必究第第1章章 原子结构原子结构第第1节节 原子结构模型原子结构模型不同时期的原子结构模型不同时期的原子结构模型: 1、公元前400多年前，希腊哲学家德谟克利特等人认为 ：把构成物质的最小单位叫原子。1-1 原子结构模型原子结构模型 2、19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体。 3、1897年，英国科学家汤姆生发现了电子，提出原子结构的“葡萄干布丁”模型。卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型根据粒子散射实验粒子散射实验原子的“核式模型核式模型”波尔原子模型波尔原子模型原子结构的量子力学模型量子力学模型（电子云模型）（电子
2、云模型）联想联想质疑质疑 对于对于“光光”这种物质，如阳光、火光、这种物质，如阳光、火光、灯光等，你们是熟悉的。但是，你知道灯光等，你们是熟悉的。但是，你知道有些光是由原子在一定的条件下产生的有些光是由原子在一定的条件下产生的吗？原子发光的基本特点是什么？怎样吗？原子发光的基本特点是什么？怎样用原子结构知识来解释原子的发光现象？用原子结构知识来解释原子的发光现象？1、氢原子光谱狭义的光狭义的光：波长400700nm之间的电磁波；广义的光：广义的光：即电磁波，包括可见光、红外光、紫外光、X射线等。知识支持 连续光谱(continuous spectrum)： 若由光谱仪获得的光谱是由各种波长的光
3、所组成，且相近的波长差别极小而不能分辨相近的波长差别极小而不能分辨，则所得光谱为连续光谱连续光谱。如阳光等。 知识支持知识支持 连续光谱(continuous spectrum)：线状光谱线状光谱(原子光谱原子光谱)(line spectrum)： 若由光谱仪获得的光谱是由各种波长的光若由光谱仪获得的光谱是由各种波长的光所组成，且所组成，且相近的波长差别极小而不能分辨相近的波长差别极小而不能分辨，则所得光谱为则所得光谱为连续光谱连续光谱。如阳光等。如阳光等。 若由光谱仪获得的光谱是由若由光谱仪获得的光谱是由具有特定波长具有特定波长的、彼此分立的谱线的、彼此分立的谱线所组成的，则所得光谱为所组成
4、的，则所得光谱为线状光谱线状光谱。如氢原子光谱等。如氢原子光谱等。 质疑质疑 根据根据卢瑟福的原子结构模型卢瑟福的原子结构模型和和经典的经典的电磁学观点电磁学观点，围绕原子核高速运动的电，围绕原子核高速运动的电子一定会自动且连续地辐射能量，其光子一定会自动且连续地辐射能量，其光谱应是谱应是连续光谱连续光谱而不应是而不应是线状光谱线状光谱。那。那么，氢原子的光谱为什么是线性光谱而么，氢原子的光谱为什么是线性光谱而不是连续光谱呢？不是连续光谱呢？卢瑟福的原子结构模型卢瑟福的原子结构模型的基础上提的基础上提出出（1） 原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上绕原子核运动，并且不不辐射能量；（2）不同轨
5、道上运动的电子具有不同能）不同轨道上运动的电子具有不同能量，而且能量是量子化的，轨道能量依量，而且能量是量子化的，轨道能量依n值（值（1、2、3、）的增大而升高，）的增大而升高，n称称为量子数。对氢为量子数。对氢原子原子而言，电子处在而言，电子处在n=1的轨道是能量最低，称为的轨道是能量最低，称为基态基态，能量，能量高于高于基态的状态，称为基态的状态，称为激发态激发态；（3）只有当电子从一个轨道（能量为）只有当电子从一个轨道（能量为Ei）跃迁到另一个轨道（能量为跃迁到另一个轨道（能量为Ej）时，才会）时，才会辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表现
6、并被记录下来，就形成了以光的形式表现并被记录下来，就形成了光谱。光谱。玻尔理论的局限：玻尔理论的局限： A. 多电子原子光谱多电子原子光谱 B. 氢原子的精细光谱氢原子的精细光谱追根寻源 试用玻尔理论玻尔理论来介绍为什么氢原子光谱来介绍为什么氢原子光谱是是线状光谱线状光谱？身边的化学 了解了解“霓虹灯为什么能霓虹灯为什么能够发出五颜六色的光？够发出五颜六色的光？”小结小结: 1、氢原子光谱连续光谱线状光谱 3、解释、应用： 追根寻源、身边的化学等 第第1章章 原子结构原子结构第第1节节 原子结构模型原子结构模型本节课的关键词本节课的关键词: 原子轨道原子轨道 主量子数主量子数 n 角量子数角量
7、子数 l 磁量子数磁量子数 m 自旋磁量子数自旋磁量子数 ms 电子云电子云 原子核外电子的运动原子核外电子的运动1. 原子轨道与原子轨道与 四个量子数四个量子数联想联想质疑质疑波尔只引波尔只引入入一个一个量子数量子数n,能比能比较好地解释了氢原子较好地解释了氢原子线状光谱产生的原因；线状光谱产生的原因；但但复杂的光谱复杂的光谱解释不解释不了。了。在钠原子中n=4n=3 电子跃迁电子跃迁在氢原子中n=2n=1 电子跃迁电子跃迁也得到两条靠得很近的谱线实验事实: 原子轨道与四个量子数原子轨道与四个量子数（）原子光谱带来的疑问？（）原子光谱带来的疑问？钠原子光谱在钠原子光谱在n=3到到n=4之间会
8、产生两之间会产生两(多多)条谱线条谱线氢原子光谱在氢原子光谱在n=到到n=之间谱线实际上是两条靠之间谱线实际上是两条靠得非常近的谱线得非常近的谱线在磁场中所有原子光谱可能会分裂成多条谱线在磁场中所有原子光谱可能会分裂成多条谱线这些问题用玻尔的原子模型这些问题用玻尔的原子模型无法解释无法解释 原子中电子的运动状态应用多个量子数来描述原子中电子的运动状态应用多个量子数来描述量子力学中单个电子的空间运动状态称为原子轨道量子力学中单个电子的空间运动状态称为原子轨道. 每个原子轨道可由三个只能取整数的量子数每个原子轨道可由三个只能取整数的量子数n、 l l 、m共同描述共同描述.1987-1961E.S
9、chrodinger , 奥地利物理学家奥地利物理学家思维历程思维历程: 量子力学的诞生量子力学的诞生 (教材P6).=E量子力学中描述核外电子 在空间运动的数学函数式，即原子轨道 E轨道能量（动能与势能总和 ）m微粒质量，h普朗克常数x,y, z 为微粒的空间坐标(x,y,z) 波函数0)(822222222VEhmzyx 四个四个量子数量子数主量子数主量子数n: 描述电子离核的远近描述电子离核的远近 n取值为正整数取值为正整数，对应符号为对应符号为 ， n 所表示的运动状态称为所表示的运动状态称为电子层电子层角量子数角量子数l l :描述描述(电子云电子云)原子轨道的形状原子轨道的形状 l
10、 l 取值为取值为 0， (n-1)共共n个数值个数值 符号为符号为 s， p， d， f 等等 若电子若电子n、 l l 的相同，则电子的能量相同的相同，则电子的能量相同 在一个电子层中，在一个电子层中，l l 的取值有多少个，表示电子的取值有多少个，表示电子层有多少个不同的能级层有多少个不同的能级规律规律: 每层的能级数值每层的能级数值=电子层数电子层数磁量子数磁量子数m:描述磁场中原子轨道的能量状态描述磁场中原子轨道的能量状态m可以取可以取0、1、2 l l共共(2l l +1)个数值个数值. 自旋量子数自旋量子数ms:描述在能量完全相同时电子描述在能量完全相同时电子运动的特殊状态运动的
11、特殊状态(简称为电子自旋状态简称为电子自旋状态). 处于同轨道上的电子的处于同轨道上的电子的自旋状态自旋状态只有两种只有两种. 分别用分别用ms =+1/2(通常用符号通常用符号表示表示). ms= -1/2 (通常用符号通常用符号表示表示).注意注意:自旋并不是自旋并不是”自转自转”,实际意义更为深远实际意义更为深远.练习练习:实验证明实验证明,同一原子中电子的运动状态均同一原子中电子的运动状态均不相同不相同.试推断试推断: 每个原子轨道最多有几个电子每个原子轨道最多有几个电子? 每个电子层最多有多少个电子每个电子层最多有多少个电子?(3)量子数和原子轨道的关系量子数和原子轨道的关系nlm原
12、子轨道原子轨道ms取值取值 符号符号取值取值符号符号取值取值符号符号取值取值1s2s2px 2py 2pz3s3px 3py 3pz3dxy 3dyz 3dxz 3dx2-y2 3dz21K0s01/22L01sp00, 11/21/23M012spd00, 10, 1 21/21/21/2习题讲解：习题讲解：1.下列各电子层，不包含下列各电子层，不包含d能级的是（能级的是（ ）。）。 A.N电子层电子层 B. M电子层电子层 C. L电子层电子层 D. K电子层电子层C、D2.下列能级中，轨道数为下列能级中，轨道数为5的是（的是（ ）。）。A.s能级能级 B.p能级能级 C.d能级能级C3.
13、以下各能级能否存在？如果能存在，各包含多以下各能级能否存在？如果能存在，各包含多少轨道？（少轨道？（1）2s （2）2d （3）4p（4）5d答：答：（1）2s存在，轨道数为存在，轨道数为1（2）2d不能存在不能存在（3）4p存在，轨道数为存在，轨道数为3（4）5d存在，轨道数为存在，轨道数为54.写出下列各组量子数表示的原子轨道的符号。写出下列各组量子数表示的原子轨道的符号。（1）n=2，l l = 1 （2）n=4，l l = 0 （3）n=5，l l = 2 2p4s5d5.下列几组量子数能够同时存在的下列几组量子数能够同时存在的是（是（ ）。）。 A. 3、2、 2、 -1/2 B.
14、3、0、-1、+1/2 C. 2、2、 2、 2 D. 1、0、 0、 0A2.原子轨道的图像和电子云原子轨道的图像和电子云(1)原子轨道的图像描述原子轨道的图像描述 根据量子力学理论根据量子力学理论,将原子轨道在空间将原子轨道在空间的分布以图象方式在直角坐标系中表示出来的分布以图象方式在直角坐标系中表示出来. 原子轨道示意图：原子轨道示意图：(2)电子云：电子云：描述电子在空间出现的概率大小的图形描述电子在空间出现的概率大小的图形. 思维历程思维历程 微观粒子具有波动性微观粒子具有波动性学海无涯学海无涯 波尔与爱因斯坦的争论波尔与爱因斯坦的争论知识小结知识小结:基态原子的核外电子排布碳原子的
15、原子结构示意图：碳原子的原子结构示意图：+62 4问：碳原子的原子结问：碳原子的原子结构示意图能否画成下构示意图能否画成下列这样？为什么？列这样？为什么？+615一、基态原子的核外电子排布原则一、基态原子的核外电子排布原则1.能量最低原则：能量最低原则：二、基态二、基态原子核外电子排布的表示原子核外电子排布的表示1.电子排布式：电子排布式：2.轨道表示式轨道表示式:一、基态原子的核外电子排布原则一、基态原子的核外电子排布原则1.能量最低原则：能量最低原则：2.泡利不相容原理：泡利不相容原理：二、基态二、基态原子核外电子排布的表示原子核外电子排布的表示1.电子排布式：电子排布式：内容内容：基态原
16、子核外电子在排布时要：基态原子核外电子在排布时要先占有先占有能量低的轨道能量低的轨道，然后再依次进入能量较高的，然后再依次进入能量较高的轨道，这样使整个原子处于最低的能量状态轨道，这样使整个原子处于最低的能量状态能量最低原则能量最低原则：复习提问复习提问：1.电子层的能量高低顺序电子层的能量高低顺序：KLM N O ”、“”、“问题问题3：将下列元素按第一电离能由大到小的顺序排列：将下列元素按第一电离能由大到小的顺序排列：（1） K Na Li; (2) B C Be N; (3) He Ne Ar ；（；（4）Na Al S P答案答案（1） Li Na K ； （2）N C Be B(3)
17、 He Ne Ar; (4) P S Al Na问题问题4：短周期元素：短周期元素A、B，A元素的最外层电子数等于最元素的最外层电子数等于最内层上的电子数；内层上的电子数；B元素最外层电子数是最内层上电子数元素最外层电子数是最内层上电子数的的3倍。试判断倍。试判断A、B可能有的元素并写出它们的原子电可能有的元素并写出它们的原子电子排布式；比较当子排布式；比较当A、B在同一周期时它们的第一电离能在同一周期时它们的第一电离能 数值大小关系。数值大小关系。提示提示:A元素有：元素有：Be：1S2 2S2或或 Mg: 1S2 2S22P6 3S2 B元素有：元素有：O: 1S2 2S22P4或或 S:
18、 1S2 2S22P6 3S23P4 第一电离能：第一电离能：Be O; Mg S。问题问题5：有短周期两种金属元素：有短周期两种金属元素A、B，已知已知MA:MB=9:8,分别取分别取A、B金属与盐酸反应，当放出等物质的量氢气时，金属与盐酸反应，当放出等物质的量氢气时，耗耗A、B的物质的量比时的物质的量比时nA：nB2:3。试推断试推断A、B元素元素的名称，写出各原子核外电子的电子排布式和轨道表示式，的名称，写出各原子核外电子的电子排布式和轨道表示式，并比较它们的第一电离能的大小。并比较它们的第一电离能的大小。提示：由题中条件可推出提示：由题中条件可推出A元素的化合价为元素的化合价为3价，价
19、，B元元素的化合价为素的化合价为2价；再根据条件可算出价；再根据条件可算出A、B的摩尔质的摩尔质量分别为量分别为27g/mol、24g/mol，A为为Al元素，元素，B为为Mg元素。元素。拓展思考题拓展思考题：1.用表中提供的数据解释：为什么钠原子的最外层电子用表中提供的数据解释：为什么钠原子的最外层电子数是数是1而镁原子的最外层电子数为而镁原子的最外层电子数为2？参考答案：钠元素参考答案：钠元素I1远小于远小于I2、I3，说明钠原子核外有说明钠原子核外有一个电子离核远，受核的引力小，易失去；同时也说明一个电子离核远，受核的引力小，易失去；同时也说明I2、I3代表的电子与代表的电子与I1代表的
20、电子不在同一电子层，所代表的电子不在同一电子层，所以钠原子的最外层电子数为以钠原子的最外层电子数为1。而镁元素的。而镁元素的I1和和I2相差不相差不大，说明它们代表的电子是在同一电子层，大，说明它们代表的电子是在同一电子层，I3远大于远大于I1、I2，说明说明I3代表的电子与代表的电子与I1、I2代表的电子不在同一电子代表的电子不在同一电子层，所以镁原子最外层的电子数为层，所以镁原子最外层的电子数为2。元素元素I1 KJ/molI2 KJ/molI3 KJ/molNa49645626912Mg73814517733一、原子结构与元素周期表一、原子结构与元素周期表周周期期短周期短周期长周期长周期
21、不完全周期不完全周期一一 二二 三三四四 五五 六六七七(2 8 8)(2 8 8)(18 18 32)(18 18 32)2626周期序数周期序数= =电子层数电子层数族族主族主族副族副族第第VIIIVIII族族0 0族族( (第第IAIA族族第第VIIAVIIA族族) )( (第第IBIB族族第第VIIBVIIB族族) )( (共共3 3列列) )( (稀有气体稀有气体) )过渡元素过渡元素主族序数主族序数= =最外层电子数最外层电子数每周期的元素排列每周期的元素排列( (一、七除外一、七除外) )：碱金属碱金属活泼非金属活泼非金属稀有气体稀有气体nsns1 1 ns ns2 2npnp6
22、 6= =元素最高正价元素最高正价主族元素最高正价主族元素最高正价+|+|最低负价最低负价|=8|=8区区s s区区dsds区区d d区区p p区区（第（第IAIA族族第第IIAIIA族）族）（第（第IIIBIIIB族族第第VIIBVIIB族族第第VIIIVIII族）族）（第（第I I族族第第IIII族）族）（第（第IIIAIIIA族族第第VIIAVIIA族族0 0族）族）价电子构型价电子构型nsns1212(n-1)d(n-1)d1919nsns1212(n-1)d(n-1)d1010nsns1212nsns2 2npnp1616二、元素周期律二、元素周期律元素的性质元素的性质随核电核荷数递
23、增发生周期性变化。随核电核荷数递增发生周期性变化。1 1、元素化合价、元素化合价同周期主族元素从左到右，最高正价：同周期主族元素从左到右，最高正价：+1+7+1+7，最低，最低负价：负价：-4-1-4-1。同周期主族元素从左到右，同周期主族元素从左到右，金属性减弱，非金属性增强；金属性减弱，非金属性增强；2 2、元素金属性和非金属性、元素金属性和非金属性单质与氢气反应的条件降低，生成的氢化物的稳定性增单质与氢气反应的条件降低，生成的氢化物的稳定性增强。强。金属元素最高价氧化物对应水化物的碱性减弱，非金属金属元素最高价氧化物对应水化物的碱性减弱，非金属元素最高价氧化物对应水化物的酸性增强；元素最
24、高价氧化物对应水化物的酸性增强；3 3、原子半径、原子半径影响原子半径的因素影响原子半径的因素电子的能层数电子的能层数核电荷数核电荷数(1)(1)同周期的主族元素从左到右，原子半径逐渐减小。同周期的主族元素从左到右，原子半径逐渐减小。(2)(2)同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。(4)(4)电子层结构相同电子层结构相同的不同离子，离子半径随着核电的不同离子，离子半径随着核电荷数的增加而减小。荷数的增加而减小。(3)(3)同种元素的原子半径小于阴离子半径同种元素的原子半径小于阴离子半径, ,大于阳大于阳离子半径。离子半径。4 4、第一电离能、第一电离能(
25、I(I1 1) )气态电中性基态原子气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。离子所需要的最低能量叫做第一电离能。(1)(1)同主族元素从上到下，元素的第一电离能逐渐减小。同主族元素从上到下，元素的第一电离能逐渐减小。(2)(2)同周期元素从左到右，元素的第一电离能同周期元素从左到右，元素的第一电离能呈现递呈现递增趋势增趋势。I I1 1(Li)I(Li)I(Be)I1 1(B) I(B) I1 1(Na)I(Na)I(Mg)I1 1(Al) (Al) I I1 1(C)I(C)I(N)I1 1(O) I(O) I1 1(Si
26、)I(Si)I(P)I1 1(S) (S) 5 5、电负性、电负性键合电子：键合电子：原子中用于形成化学键的电子。原子中用于形成化学键的电子。电负性：电负性： 描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。（1 1）同周期元素从左到右（稀有气体除外），元素的）同周期元素从左到右（稀有气体除外），元素的电负性逐渐增大。电负性逐渐增大。（2 2）同族元素从上到下（稀有气体除外），元素的）同族元素从上到下（稀有气体除外），元素的电负性逐渐减小。电负性逐渐减小。（3 3）金属的电负
27、性一般小于）金属的电负性一般小于1.81.8，电负性越小金属性电负性越小金属性越强越强；非金属的电负性一般大于；非金属的电负性一般大于1.81.8，电负性越大非金电负性越大非金属性越强属性越强。(4)(4)一般认为一般认为, ,两个成键元素间的电负性差值两个成键元素间的电负性差值1.7,1.7,它们之间它们之间通常形成离子键通常形成离子键; ;反之反之, ,形成的是共价键。形成的是共价键。1S1S2S2S2P2P3S3S3P3P3 3d d4S4S4P4P4 4d d4 4f f5S5S5P5P5 5d d5 5f f6S6S6P6P6 6d d7S7S7P7P构构造造原原理理(n-1)p(n
28、-1)p nsns (n-2)f(n-2)f (n-1)d(n-1)d ZYX。该规律是。该规律是A成键时电子数越多，键能越大成键时电子数越多，键能越大B键长越长，键能越小键长越长，键能越小C成键所用的电子数越少，键能越大成键所用的电子数越少，键能越大D成键时电子对越偏移，键能越大成键时电子对越偏移，键能越大【思路点拨思路点拨】解答本题要注意以下两点：解答本题要注意以下两点：(1)注意微粒间主要区别在于电子数不同。注意微粒间主要区别在于电子数不同。(2)明确各键参数的作用和影响因素。明确各键参数的作用和影响因素。【答案答案】B【误区警示误区警示】(1)键能与键长反映键的强弱程键能与键长反映键的
29、强弱程度，键长与键角用来描述分子的立体结构。度，键长与键角用来描述分子的立体结构。(2)对键能的概念把握不准，容易忽略键能概念对键能的概念把握不准，容易忽略键能概念中的前提条件中的前提条件气态基态原子。气态基态原子。变式训练变式训练1能说明能说明BF3分子的分子的4个原子在同一个原子在同一平面的理由是平面的理由是()A两个键之间的夹角为两个键之间的夹角为120BBF键为非极性共价键键为非极性共价键C3个个BF键的键能相同键的键能相同D3个个BF键的键长相等键的键长相等109.5 对称性普遍存在于自然界。对称性普遍存在于自然界。例如五瓣对称的梅花、桃花，六例如五瓣对称的梅花、桃花，六瓣对称的水仙
30、花、雪花（轴对称瓣对称的水仙花、雪花（轴对称或中心对称）；建筑物和动物的或中心对称）；建筑物和动物的镜面对称；美术与文学中也存在镜面对称；美术与文学中也存在很多对称的概念。很多对称的概念。二、分子的空间构型与分子性质二、分子的空间构型与分子性质 1.分子的对称性分子的对称性自然界中的对称性 依据对称轴的旋转或借助对称面的反映能够依据对称轴的旋转或借助对称面的反映能够复原的分子称为复原的分子称为对称分子对称分子，分子所具有的这种性，分子所具有的这种性质称为质称为对称性对称性。2.手性分子手性分子左手和右手不能重叠左手和右手不能重叠 左右手互为镜像左右手互为镜像手性异构体和手性分子手性异构体和手性
31、分子 概念：如果一对分子，它们的组成和原概念：如果一对分子，它们的组成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠，这一样互为镜像，在三维空间里不能重叠，这对分子互称对分子互称手性异构体手性异构体。有手性异构体的分。有手性异构体的分子称为子称为手性分子手性分子。 条件：条件：当四个不同的原子或基团连接在碳当四个不同的原子或基团连接在碳原子上时，形成的化合物存在手性异构体。原子上时，形成的化合物存在手性异构体。其中，连接四个不同的原子或基团的碳原子其中，连接四个不同的原子或基团的碳原子称为称为手性碳原子手性碳原子。1下列化合物
32、中含有手性碳原子的是下列化合物中含有手性碳原子的是( )A.CCl2F2 B.CH3CHCOOHC.CH3CH2OH D.CHOH CH2OHCH2OHOHB课堂练习课堂练习A.OHCCHCH2OH B. OHCCHCClC.HOOCCHCCCl D.CH3CHCCH3 HClOHBrOHClHBrBrCH3CH32下列化合物中含有下列化合物中含有2个个“手性手性”碳原子的是碳原子的是( )B根据电荷分布是否均匀，共价键有极根据电荷分布是否均匀，共价键有极性、非极性之分，以共价键结合的分性、非极性之分，以共价键结合的分子是否也有极性、非极性之分呢？子是否也有极性、非极性之分呢？分子的极性又是根
33、据什么来判定呢？思考思考非极性分子：非极性分子：电荷分布均匀对称的电荷分布均匀对称的分子分子3.分子的极性分子的极性 正电荷重心和负电荷重心相重合的分子正电荷重心和负电荷重心相重合的分子ClCl共用电子对共用电子对ClCl2个个Cl原子吸引电子的能力相同，共用电原子吸引电子的能力相同，共用电子对不偏向任何一个原子，整个分子的子对不偏向任何一个原子，整个分子的电荷分布均匀，电荷分布均匀，为为非极性分子非极性分子只含有非极性键只含有非极性键的分子因为共用电的分子因为共用电子对无偏向，子对无偏向，分子是分子是非极性分子非极性分子非极性分子：非极性分子：电荷分布均匀对电荷分布均匀对称的分子称的分子极性
34、分子：极性分子：电荷分布不均匀电荷分布不均匀不对称的分子不对称的分子 正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子 正电荷重心和负电荷重心相重合的分子正电荷重心和负电荷重心相重合的分子HCl共用电子对共用电子对HClHCl分子中，共用电子对偏向分子中，共用电子对偏向Cl原子，原子，Cl原子一端相对地显负电性，原子一端相对地显负电性，H原子原子一端相对地显正电性，整个分子的电荷一端相对地显正电性，整个分子的电荷分布不均匀，分布不均匀，为极性分子为极性分子+-以极性键结合的双原子分子为极性分子以极性键结合的双原子分子为极性分子分子极性的判断方法分子极性的判断方法1.1.
35、双原子分子双原子分子取决于成键原子之间的共价键是否有极性取决于成键原子之间的共价键是否有极性2.2.多原子分子多原子分子( (ABm型型) )取决于分子的空间构型取决于分子的空间构型ABm分子极性的判断方法分子极性的判断方法1. 1. 化合价法化合价法请判断请判断PCl3、CCl4、CS2、SO2分子的极性。分子的极性。若中心原子若中心原子A A的化合价的绝对值等于该元素所的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等则为在的主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分子；极性分子；若中心原子有孤对电子若中心原子有孤对电子( (未参与成键的电子对未参与成键的电子对) )则为极性
36、分子，若无孤对电子则为非极性分子。则为极性分子，若无孤对电子则为非极性分子。ABm分子极性的判断方法分子极性的判断方法1. 1. 化合价法化合价法 将分子中的共价键看作作用力，不同的将分子中的共价键看作作用力，不同的共价键看作不相等的作用力，运用物理上共价键看作不相等的作用力，运用物理上力的合成与分解，看中心原子受力是否平力的合成与分解，看中心原子受力是否平衡，如平衡则为非极性分子；否则为极性衡，如平衡则为非极性分子；否则为极性分子。分子。2. 2. 物理模型法物理模型法C=O键是极性键，但键是极性键，但从分子总体而言从分子总体而言CO2是是直线型直线型分子，两个分子，两个C=O键是键是对称对
37、称排列的，排列的，两键的极性互相抵消两键的极性互相抵消（ F合合=0），），整个整个分子没有极性，电荷分子没有极性，电荷分布均匀，是分布均匀，是非极性非极性分子分子。180F1F2F合合=0OOCHOH10430F1F2F合合0O-H键是极性键，共用电键是极性键，共用电子对偏子对偏O原子，由于分子原子，由于分子是是V V形形构型构型，两个，两个O-H键键的极性不能抵消（的极性不能抵消（ F合合0），），整个分子电荷分整个分子电荷分布不均匀，是布不均匀，是极性分子极性分子HHHNBF3：NH3：12010718 三角锥型三角锥型, 不对称，键的极不对称，键的极性不能抵消，是极性分子。性不能抵消，
38、是极性分子。F1F2F3F平面三角形，对称，平面三角形，对称，键的极性互相抵消键的极性互相抵消（ F合合=0） ，是非极，是非极性分子。性分子。CHHHH109.5正正四面体型四面体型 ，对称结构，对称结构，C-H键的极性键的极性互相抵消（互相抵消（ F合合=0） ，是，是非非极性分子。极性分子。分子的分子的极性极性分子的空分子的空间结构间结构键角键角决定决定键的极性键的极性决定决定小结：小结：v只含有非极性键的单质分子是非极性分只含有非极性键的单质分子是非极性分子。子。 v含有极性键的双原子化合物分子都是极含有极性键的双原子化合物分子都是极性分子。性分子。v含有极性键的多原子分子，空间结构对
39、含有极性键的多原子分子，空间结构对称的是非极性分子；空间结构不对称的为称的是非极性分子；空间结构不对称的为极性分子。极性分子。 小结小结1.凡是含有极性键的分子一定是极性分子。凡是含有极性键的分子一定是极性分子。2.极性分子中一定含有极性键。极性分子中一定含有极性键。3.非极性分子中一定含有非极性键。非极性分子中一定含有非极性键。4.非极性分子中一定不含有极性键。非极性分子中一定不含有极性键。5.极性分子中一定不含有非极性键。极性分子中一定不含有非极性键。6.凡是含有极性键的一定是极性分子。凡是含有极性键的一定是极性分子。7.非金属元素之间一定形成共价键。非金属元素之间一定形成共价键。8.离子
40、化合物中一定不含有共价键。离子化合物中一定不含有共价键。2第1课时 典型分子的空间构型一、甲烷分子的空间构型一、甲烷分子的空间构型 通过分析甲烷分子的正四面体构型的形成过程，小组讨论下列问题，并请小组代表发表看法。1、通过观察示意图描述碳原子杂化的过程，以及杂化 前后轨道能量的大小比较。2、杂化后轨道的空间构型为什么是正四面体？3、通过观察示意图描述各个键的形成过程及键的类型。【合作探究一合作探究一】碳原子杂化过程碳原子杂化过程轨道排布式：轨道排布式：问1、通过观察此示意图，描述碳原子的杂化过程以及杂化前后轨道能量的大小比较。 能量杂化前杂化后p轨道稍大于s轨道，但是在同一能级组中，能量接近杂
41、化轨道的能量处于s与p轨道之间，4个轨道能量相等杂化前后轨道的比较杂化及杂化轨道：在外界化学环境影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程就叫做原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。杂化类型杂化类型参与杂化的原子轨道参与杂化的原子轨道杂化后的轨道及数目杂化后的轨道及数目未参与杂化的价电子层轨道未参与杂化的价电子层轨道杂化轨道间夹角杂化轨道间夹角空间构型空间构型共价键类型与数量共价键类型与数量 1个个s + 3个个psp3 34个个sp3 3杂化轨道杂化轨道1090 0 28正四面体正四面体无无总结一：总结一：sp3 3杂化的要点杂化的要点问问2、通
42、过观察示意图，描述甲烷中共价键的形成过程、通过观察示意图，描述甲烷中共价键的形成过程4 + 4 + H C CHH C CH4 41ssp3杂化类型杂化类型参与杂化的原子轨道参与杂化的原子轨道杂化后的轨道及数目杂化后的轨道及数目未参与杂化的价电子层轨道未参与杂化的价电子层轨道杂化轨道间夹角杂化轨道间夹角空间构型空间构型共价键类型与数量共价键类型与数量 1个个s + 3个个psp3 34个个sp3 3杂化轨道杂化轨道1090 0 28正四面体正四面体无无4个个s-sp3 3 键键四个四个H原子分别以原子分别以4个个s轨道与轨道与C原子上的四个原子上的四个sp3杂化轨道相杂化轨道相互重叠后，形成了
43、四个性质、互重叠后，形成了四个性质、能量和键角都完全相同的能量和键角都完全相同的 s-sp3的的键。键。总结一：总结一：sp3 3杂化的要点杂化的要点杂化类型杂化类型参与杂化的原子轨道参与杂化的原子轨道杂化后的轨道及数目杂化后的轨道及数目未参与杂化的价电子层轨道未参与杂化的价电子层轨道杂化轨道间夹角杂化轨道间夹角空间构型空间构型共价键类型与数量共价键类型与数量 1个个s + 3个个psp3 34个个sp3 3杂化轨道杂化轨道1090 0 28正四面体正四面体无无总结一：总结一：sp3 3杂化的要点杂化的要点问3、四个杂化轨道为什么采取四面体构型，即4个轨道的伸展方向分别指向正四面体的4个顶点？
44、而不是形成平面四边形等构型呢？通过观察示意图回答。4个个s-sp3 3 键键3、杂化后轨道的空间构型为什么是正四面体，夹角是109.50？一、甲烷分子的空间构型与杂化轨道理论一、甲烷分子的空间构型与杂化轨道理论【问题探究一问题探究一】sp3杂杂化化轨轨道道的的空空间间取取向向示示意意图图杂化类型杂化类型参与杂化的原子轨道参与杂化的原子轨道杂化后的轨道及数目杂化后的轨道及数目未参与杂化的价电子层轨道未参与杂化的价电子层轨道杂化轨道间夹角杂化轨道间夹角空间构型空间构型共价键类型与数量共价键类型与数量 1个个s + 3个个psp3 34个个sp3 3杂化轨道杂化轨道1090 0 28正四面体正四面体
45、无无为了使四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，体系最稳定，4个杂化轨道的伸展方向分别指向正四面体的四个顶点，轨道间夹角为1090 0 28 。总结一：总结一：sp3 3杂化的要点杂化的要点4个个s-sp3 3 键键杂化类型杂化轨道数目空间构型参与杂化的原子轨道sp34正四面体1s+3psp23平面三角形1s+2psp12直线型1s+1p二、乙烯、乙炔分子的空间构型【合作探究二】 通过分析乙烯、乙炔分子的形成过程，小组讨论下列问题，并请小组代表发表看法。1、两分子的结构式、空间构型，并标出键角。2、通过观察示意图描述碳原子的杂化过程。3、通过观察示意图描述各个键的形成过程及键的类型
46、。SP2 2杂化过程杂化过程SP1 1杂化过程杂化过程问1、观察示意图，描述碳原子的杂化过程问2:乙烯分子中碳原子的杂化,描述各个轨道空间位置关系. 乙烯中的在轨道杂化时，有一个轨道未参与乙烯中的在轨道杂化时，有一个轨道未参与杂化，只是的杂化，只是的s s与两个与两个p p轨道发生杂化，形成三轨道发生杂化，形成三个相同的个相同的spsp2 2杂化轨道，三个杂化轨道，三个spsp2 2杂化轨道分别指向平杂化轨道分别指向平面三角形的三个顶点，杂化轨道间夹角为面三角形的三个顶点，杂化轨道间夹角为120120。未未杂化杂化p p轨道垂直于轨道垂直于spsp2 2杂化轨道所在的平面。杂化轨道所在的平面。
47、问2:乙炔分子中碳原子的杂化,描述各轨道空间位置关系乙炔中的在轨道杂化时乙炔中的在轨道杂化时,有两个轨道未参与杂化有两个轨道未参与杂化,只是的只是的s与个与个p轨道发生杂化轨道发生杂化,形成个相同形成个相同的的sp杂化轨道杂化轨道,个个sp杂化轨道夹角为杂化轨道夹角为10.未未杂化个杂化个p轨道彼此垂直于轨道彼此垂直于sp1杂化轨道杂化轨道.杂化类型杂化类型spsp1 1spsp2 2参与杂化的参与杂化的原子轨道原子轨道未参与杂化的价未参与杂化的价电子层轨道电子层轨道杂化后的轨杂化后的轨道及数目道及数目杂化轨道间杂化轨道间夹角夹角 空间构型空间构型共价键类型共价键类型与数量与数量1个个s +
48、1个个p1个个s + 2个个p2个个sp杂化轨道杂化轨道3个个sp2 2杂化轨道杂化轨道1800 01200 0直直 线线正三角形正三角形2个个p轨道轨道1个个p轨道轨道总结二：总结总结二：总结spsp1 1、 spsp2 2杂化要点杂化要点问问3：乙烯分子中各个键的形成过程及键的类型。：乙烯分子中各个键的形成过程及键的类型。 两个碳原子的两个碳原子的sp2 2杂化轨道沿各自对称轴形成杂化轨道沿各自对称轴形成sp2 2-sp2 2 键，另两个键，另两个sp2 2杂化轨道分别与两个氢原杂化轨道分别与两个氢原子的子的1s轨道重叠形成两个轨道重叠形成两个sp2 2-s 键，两个键，两个pz轨道分轨道
49、分别从侧面相互重叠，形成别从侧面相互重叠，形成P-P 键，形成乙烯分子。键，形成乙烯分子。 注意：在形成共价键时，优先形成“头碰头”式的 键，在此基础上才能形成“肩并肩”式的键。杂化类型杂化类型spsp1 1spsp2 2参与杂化的参与杂化的原子轨道原子轨道未参与杂化的价未参与杂化的价电子层轨道电子层轨道杂化后的轨杂化后的轨道及数目道及数目杂化轨道间杂化轨道间夹角夹角 空间构型空间构型共价键类型共价键类型与数量与数量1个个s + 1个个p1个个s + 2个个p2个个sp杂化轨道杂化轨道3个个sp2 2杂化轨道杂化轨道1800 01200 0直直 线线正三角形正三角形2个个p轨道轨道1个个p轨道
50、轨道5个个键键1个个- 键键总结二：总结总结二：总结spsp1 1、 spsp2 2杂化要点杂化要点问问3：乙炔分子中各个键的形成过程及键的类型。：乙炔分子中各个键的形成过程及键的类型。两个碳原子的两个碳原子的sp杂化轨道沿各自对称轴形成杂化轨道沿各自对称轴形成sp-sp 键，另键，另2个个sp杂化轨道与杂化轨道与2个氢原子的个氢原子的1s轨道重叠形成轨道重叠形成2个个sp-s 键，两个键，两个p轨道分别从侧面相互重叠，形成个轨道分别从侧面相互重叠，形成个P-P 键，形成乙炔分子。键，形成乙炔分子。 杂化类型杂化类型spsp1 1spsp2 2参与杂化的参与杂化的原子轨道原子轨道未参与杂化的价
