1、 第一章 原子结构及性质一.原子结构1、原子的诞生(大爆炸宇宙学理论)宇宙组成与元素含量：氢元素88.6%；氦元素氢原子的1/8；其他90多种元素不足1%2、原子组成、结构及粒子数目关系 质量关系、 数量关系、 电性关系二、 核外电子的运动状态状态1、核外电子运动特点：质量小，运动空间小，速率很快。2、电子云：是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。3、核外电子的运动状态描述一个电子的运动状态必须指明下列四点： 能层 ：按电子的能量差异，可以将核外电子分成不同能层。 能级 ：同一能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级。 原子轨道：把电子在原子核外的一个空
2、间运动状态称为一个原子轨道。 电子的自旋：电子除空间运动状态外，还有一种状态叫自旋。（电子的自旋可以比喻成 地球的自转，有顺时针和反时针两种）4、 各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数见下表：能 层(n)一二三四五六七符 号KLMNOPQ能 级(l)原子轨道最 多 电 子 数2818322n2三、原子核外电子排布规律1、构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。能量高低 2、能量最低原理现代物质结构理论证实，原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。3、泡利（不相容）原理：基
3、态多电子原子中，不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。换言之，一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反（用“”表示），这个原理称为泡利（Pauli）原理。4、洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特（Hund）规则。比如，p3的轨道式为或，而不是。洪特规则特例：当p、d、f轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14时，是较稳定状态。前36号元素中：全空状态的有 半充满状态的有 全充满状态的有 四、 基态原子核外电子排布的表示方法 基态
4、原子:处于最低能量的原子。 激发态原子：当基态原子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。1、 电子排布式电子排布式，例如Fe 简化电子排布式：例如Fe2、电子排布图(轨道表示式) 例如N五、原子结构与元素周期表（元素周期表的分区） 外围电子排布：周期表上元素的“外围电子排布”简称“价电子层”是由于这些能级上的 电子数可在化学反应中发生变化。分区元素分布外围电子排布元素性质特点s区ns12除氢外都是活泼金属元素p区ns2np16最外层电子参与反应d区(n1)d19ns12d轨道也不同程度地参与化学键的形成ds区(n1)d10ns12金属元素f区(n2)f014(n1)d02ns2镧系
5、元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近六、元素周期律1、原子半径：（1）同周期，从左到右，原子半径 （2）同主族，从上到下，原子半径 （3）具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，半径 注意：电子层多的原子半径不一定比电子层少的原子半径大。2、电离能：气态中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需的最低能量。（1）第一电离能数值越小，原子越容易 1个电子，元素金属性强。在同一周期的元素中，碱金属I1 ，稀有气体I1 ，从左到右总体呈现增大趋势。在同主族元素，从上到下，第一电离能逐渐减小。（2）同一原子的逐级电离能：I1 I2 I3 I4根据原子的逐级电离能数据可以确定元素核外电子排布根据
6、原子的逐级电离能数据突变可以确定元素的化合价3、电负性：用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。（1） 以氟的电负性为 ，锂的电负性为 作为相对标准,得出了各元素的电负性。（2） 判断元素的金属性和非金属性及其强弱：（电负性1.8标准: 金属1.8）金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。（3） 一般来说同周期自左到右，电负性 ，同主族自上而下，电负性 。（4）判断化学键类型：（电负性差值1.7标准）4、 原子结构与元素性质的递变规律结构及性质同周期（从左到右）同主族（从上到下）能层数原子半径第一电离能电负性金属性（原子失电子能力）非金属性（原子得
7、电子能力）单质的还原性单质的氧化性形成气态氢化物的难易气态氢化物的稳定性最高氧化物对应水化物的酸碱性主要化合价 5、对角线规则在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如原因：对角线元素的电负性数值接近，吸引键合电子的能力相近，性质相似。 第二章 分子结构级性质一、共价键1、化学键：使离子相结合或原子相结合的作用力通称为化学键。2、离子键、共价键比较3、共价键的饱和性与方向性（共价键的特征）二、共价键的形成过程与表示方法1、共价键的形成过程：2、表示方法：（1）能量变化图（2）电子式表示形成过程 HCl、H2O、CO2（3）原子轨道重叠图根据电子云的最大重叠原理，两个原
8、子在形成稳定的共价键时有两种类型的成键方式。 键的形成 s-s 键的形成 s-p 键的形成 p-p 键的形成键的特征：以形成化学键的两原子核的 ，共价键电子云的 ，这种特征称为 。键类型有 键的形成：p轨道和p轨道形成键键的特征：每个键的电子云由 组成，分别位于由 构成的平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为_，这种特征称为_。3、共价键类型与化学性质的关系 共价键类型判断：单键中含 ，双键中含一个 和 ， 三键中含 和 。 共价键类型与化学性质的关系三、共价键的键参数-键能、键长、键角1、键能、键长、键角的概念、规律键参数 键能 键长 键角概念气态基态原子形成 化学键 的
9、最低能量形成共价键的两个原子之间的 两个共价键之间的 2、键能越大，即形成化学键时放出的能量 ，意味着这个化学键越 ，越不容易被打断。键长越短，往往键能 ，表明共价键 越 。知道某个分子中的键长和键角的数据，那么这个分子的 就确定了。四、等电子体1、 等电子体： 2、常见等电子体 3、等电子体具有的 ，它们的空间构型相同许多性质是相似的。五、常见分子的立体结构明确：分子的立体结构与其稳定性有关 分子的立体结构测定红外光谱六、价层电子对互斥理论和杂化轨道理论1.价层电子对（ ）包括 和 。2、中心原子上孤电子对数= 1/2(a xb) 3、VSEPR模型与分子结构的关系 中心原子没有孤电子对的分
10、子空间构型（ VSEPR模型与分子结构 一致） 中心原子有孤电子对的分子空间构型（ VSEPR模型与分子结构 不一致）4、杂化轨道理论是为了解释分子的立体构型提出的。杂化轨道只用于 或用来容纳未参与成键的 。5、VSEPR模型与杂化轨道类型及分子结构的关系 价层电子对数孤电子对数VSEPR模型杂化轨道类型分子空间构型 范例 2 0 3 0 1 4 0 1 2七、配合物理论简介1、配位键： 2、配位化合物（1）定义：金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配位体)以配位键结合而成的化合物。（2）组成：如对于Ag(NH3)2OH，中心原子为Ag+，配体为NH3，配位数为2。常见配合物颜色 配合离子
11、中心原子配体配位数（5）配合离子的结构：（6）配位键的强度有大有小，因而有的配合物很稳定，有的很不稳定。八、键的极性和分子的极性1、 极性共价键 ：由 原子形成的共价键。电子对 共价键 键合原子一个呈 ，另原子一个呈 非极性键 ：由 原子形成的共价键。电子对 2、 极性分子和非极性分子九、分子间作用力与物质性质1概念：物质 存在的相互作用力，称为分子间作用力。2分类：分子间作用力最常见的是_ 和_ 。3强弱：范德华力_氢键_化学键。4范德华力：范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说，_相似的物质，随着_的增加，范德华力逐渐_，熔
12、点、沸点 。5氢键：(1)形成：已经与_的原子形成共价键的_(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中_的原子之间的作用力，称为氢键。(2)表示方法：AHB （A、B为电负性很强的原子，一般为N、O、F三种元素。A、B可以相同，也可以不同。）(3) 特征：具有一定的_性和_性。(4) 分类：氢键包括_氢键和_氢键两种。(5) 分子间氢键对物质性质的影响：主要表现为使物质的熔、沸点_ ，对电离和溶解度等产生影响。水变成冰，体积 ，密度 氨易溶于水，乙醇易溶于水。接近沸点的水蒸气形成 分子，测定的相对分子质量比用H2O算出来的相对分子质量大互为同分异构体的物质，能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形
13、成分之间氢键的物质低。 如：邻羟基苯甲醛沸点低于对羟基苯甲醛。十、溶解性1、从分子结构的角度看，存在“相似相溶”规律 非极性溶质一般能溶于_，极性溶质一般能溶于_2、外因:影响固体溶解度的主要因素是 ，影响气体溶解度的主要因素是 、 3、如果存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性_。如果溶于水与水反应，也可以使溶解性_。十一、手性手性碳原子：连有 碳原子。手性异构体：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子。又称为对映异构体。手性分子：有手性异构体的分子。十二、无机含氧酸的酸性 1、利用规律 无机含氧酸可以写成(HO)mROn，含氧酸的强度随着分子中连接在中心原子上的非羟基氧的个数增
14、大而增大，即(HO)mROn中，n值越大， 越强 2、最高价含氧酸酸性：非金属性强的元素，其最高价含氧酸酸性 第三章 晶体结构及性质一、晶体和非晶体1、 固体 晶体具有规则几何外形的固体 非晶体没有规则几何外形的固体 。又称玻璃体2、晶体分类：晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体组成微粒微粒间作用熔沸点硬度溶解性导电性融化时破坏的作用力3、晶体的特点和性质：（1）自范性： 性质 晶体的自范性是晶体中微粒 宏观表现 晶体自范性的条件之一是 ：熔融态SiO2快速冷却形成 ， 熔融态SiO2 缓慢冷却形成 。（2） 晶体的物理性质表现各向异性（导热性、光学性质） 晶体的各向异性同样反映了晶体内部
15、粒子 实验：在玻璃片表面滴一滴融化的石蜡，用一根红热的铁钉刺中凝固的石蜡， 请观察现象，现象：不同方向石蜡融化快慢相同结论：玻璃具有各向同性（3） 晶体具有固定的熔点4、 晶体形成的途径(1) 凝固 (2) 物质冷却不经液态直接凝固（凝华）(3) 从溶液中析出许多固体粉末用肉眼看不到晶体外形,但在光学显微镜下可观察到规则的晶体外形5、小结：晶体和非晶体的差异固体外观微观结构自范性各向异性熔点晶体非晶体本质区别鉴别二晶胞1. 晶胞：描述晶体结构的基本单元2、习惯采用的晶胞都是 ，整块晶体可以看成是数量巨大的晶胞“无隙并置”.所谓“无隙”是指 所谓“并置”是指 3、均摊法(对于立方体结构) 位于顶
16、点的微粒，晶胞平均拥有其 位于棱上的微粒，晶胞平均拥有其 位于面心的微粒，晶胞平均拥有其 位于体心的微粒，晶胞完全拥有 图中晶体的化学式为 三、各类晶体中的典型物质1、 分子晶体（1） 所有非金属氢化物。如 （2）部分非金属单质：如 （3）部分非金属氧化物：如 （4）几乎所有的酸：如 （5）绝大多数有机物：如 2、 原子晶体（1）非金属单质：如 （2）某些非金属化合物：如 （3）某些氧化物：如 3、 金属晶体金属单质4、 离子晶体（1） 活泼金属活泼非金属形成的化合物：如 （2） 活泼的金属元素和酸根离子（或氢氧根离子）形成的化合物：如 （3） 铵根和酸根离子（或活泼非金属元素离子）形成的盐：
17、如 （4）、从物质类别的角度来说，离子化合物通常包括_、_和_。四、各类晶体中的典型模型1、 分子晶体（） 若分子间作用力只是范德华力，无分子间氢键，则分子晶体有 特征， （代表物是干冰的结构：每个CO2分子周围有 个紧邻的CO2分子)（）若分子间含有其他作用力，如氢键，分子晶体有分子间氢键不具有分子密堆积特征（代表物是冰的结构:一个水分子与 方向的 个相邻的水分子互相吸引。） 2、原子晶体(1) 代表物金刚石的结构：金刚石结构特征是 ，其中每个碳原子与个碳原子距离最近且相等，最小环为元环。每个碳原子被 个环所共用。碳原子数目与碳碳键的数目之比为 ；（2）代表物SiO2的结构：其中硅原子和氧原
18、子之比为 ，最小环为 元环，每个最小环上共有 个Si，共有 个O。硅原子数目与硅氧键的数目之比为 ； （3）混合型晶体代表物石墨为结构，最小环为元环，每个环平均占有 个C，平均占有条CC键。在石墨晶体中，含有共价键和 ，层与层之间是 3、离子晶体（1）NaCl，每个Na+与个Cl距离最近且相等，Na+周围距离最近且相等的Na+有个。CsCl，每个Cs+与个Cl距离最近且相等，每个Cs+周围距离最近且相等的Cs+有个。CaF2，每个Ca2+与个F-距离最近且相等，每个F-周围距离最近且相等的Ca2+有个离子晶体阴离子的配位数阳离子的配位数（2）决定离子晶体结构的因素几何因素晶体中正负离子的半径比
19、 电荷因素晶体中正负离子的电荷比键性因素离子键的纯粹因素4、金属晶体堆积模型典型代表空间利用率 配位数 晶胞一个晶胞中所含原子简单立方堆积体心立方堆积（简称 ）六方最密堆积（简称 ）面心立方最密堆积（简称 ）五、物质熔沸点比较首先比较晶体类型：一般而言， ，另外（纯金属其合金）1、分子晶体：（比较分子间作用力）分子间氢键使物质的熔、沸点反常的高。如 一般组成和结构相似的物质，相对分子质量越大的熔沸点越。组成和结构不相似的物质（相对分子质量接近），分子极性越大，熔沸点 同分异构体，支链越多，熔沸点 2、原子晶体（比较共价键强弱）一般共价键的键长越短（即成键原子的半径越 ），键能越 ，熔沸点越 。3、金属晶体（比较金属键）一般金属的自由电子越多，离子半径越小，金属键越 ，熔沸点越 。4、离子晶体（比较晶格能离子键强弱）一般离子所带电荷数越多，晶格能 。离子半径越小，晶格能 离子键越 。晶格能直接反应了离子晶体的 。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越、硬度越。
