1、 普通化學普通化學 3.13.1物質的結構與物質的狀態物質的結構與物質的狀態 一一. .原子結構原子結構 1.1.核外電子的運動特性核外電子的運動特性 核外電子運動具有核外電子運動具有能量量子化、波粒二象性和統計性能量量子化、波粒二象性和統計性的的 特征，不能用經典牛頓力學來描述核外電子的運動狀態。特征，不能用經典牛頓力學來描述核外電子的運動狀態。 2.2.核外電子的運動規律的描述核外電子的運動規律的描述 由于微觀粒子具有波的特性，所以在量子力學中用波由于微觀粒子具有波的特性，所以在量子力學中用波 函數函數來描述核外電子的運動狀態。來描述核外電子的運動狀態。 (1)(1)波函數波函數：用空間坐

2、標：用空間坐標(x,y,z)(x,y,z)來描寫波的數學函數式來描寫波的數學函數式, , 以表征原子中電子的運動狀態。以表征原子中電子的運動狀態。 一個確定的波函數一個確定的波函數，稱為一個原子軌道。確定電子的，稱為一個原子軌道。確定電子的 一種運動狀態一種運動狀態. . (2)(2)概率密度（幾率密度）：用概率密度（幾率密度）：用2 2表示電子在核外空間某單表示電子在核外空間某單 位體積內出現的概率大小。位體積內出現的概率大小。 (3)(3)電子云：用黑點疏密的程度描述原子核外電電子云：用黑點疏密的程度描述原子核外電 子的子的概率密度概率密度(2 2) )分布規律的圖形。黑點密的分布規律的圖

3、形。黑點密的 地方，電子出現的概率密度較大，單位體積內電地方，電子出現的概率密度較大，單位體積內電 子出現的機會多。子出現的機會多。 氫原子氫原子1s電子云（二維投影）電子云（二維投影） y x b (4)(4)四個量子數四個量子數: :波函數波函數由由n,l,mn,l,m三個量子數決定，三個量子數決定， 即即(n,l,m)(n,l,m)。三個量子數取值相互制約。三個量子數取值相互制約。 主量子數主量子數n n：n=1,2,3n=1,2,3, , 確定原子確定原子軌道的能軌道的能 量量，和電子，和電子離核的遠近離核的遠近。 角量子數角量子數:=0,1,2:=0,1,2n-1n-1(n(n個個)

4、, ),確定原子確定原子軌軌 道的形狀道的形狀。 = 0, 1, 2, 30, 1, 2, 3 s, p, d, f s, p, d, f 球形球形 紡錘形紡錘形 梅花形梅花形 復雜復雜 s軌道投影 y x p軌道投影軌道投影 d軌道投影軌道投影 磁量子數磁量子數m: m=0 ,m: m=0 ,1, 1,2 2 (2(2+1+1個個) ,) ,確定原子確定原子軌道的空間取向軌道的空間取向。 = 0= 0， m=0m=0， s s軌道空間取向為軌道空間取向為1 1； =1, m=0 ,=1, m=0 ,1 1， p p軌道空間取向為軌道空間取向為3 3； =2 m=0 ,=2 m=0 ,1, 1

5、,2 , d2 , d軌道空間取向為軌道空間取向為5 5； 一個一個原子軌道原子軌道：指指n n、mm三種量子數都具有三種量子數都具有 一定數值時的一個波函數。一定數值時的一個波函數。 （n,mn,m），）， 例如：例如：(1,0,0)(1,0,0)代表基態氫原子的波函數。代表基態氫原子的波函數。 n n、mm取值合理才能確定一個存在的波取值合理才能確定一個存在的波 函數，亦即確定電子運動的一個軌道。函數，亦即確定電子運動的一個軌道。 n=1(1個個), =0,m=0, (1,0,0) n=2（4個）個）, = n=3(9個個), = n=4(16個個) 波函數波函數數目數目n2 (2,1,-

6、1)(2,1,1),(2,1,0), (2,0,0) , , 1, 0 0 , , 1 0 m m )2, 2 , 3(),2 , 2 , 3( ) 1, 2 , 3() 1 , 2 , 3()0 , 2 , 3( ) 1, 1 , 3(),1 , 1 , 3(),0 , 1 , 3( )0 , 0 , 3( 2, 1, 0 1, 0 0 , , , 2 1 0 m m m n n、mm的取值與波函數關系：的取值與波函數關系： n n，相同的軌道稱為相同的軌道稱為等價軌道。等價軌道。 s s軌道有軌道有1 1個個等價軌道，表示為：等價軌道，表示為： p p軌道有軌道有3 3個個等價軌道，表示為

7、：等價軌道，表示為： d d軌道有軌道有5 5個個等價軌道，表示為：等價軌道，表示為： 4)自旋量子數自旋量子數ms= 代表電子自身兩種不同的運動狀態代表電子自身兩種不同的運動狀態(習慣以順、習慣以順、 逆自旋兩個方向形容這兩種不同的運動狀態）逆自旋兩個方向形容這兩種不同的運動狀態）, 可用可用 表示自旋平行表示自旋平行,表示自旋反平行表示自旋反平行. n, ,m, ms四個量子數確定電子的一個完整的運四個量子數確定電子的一個完整的運 動狀態動狀態,以以（n,m, ms ）表示。）表示。 例：例：( 1, 0, 0, + ), ( 1, 0, 0, - ) 2 1 2 1 2 1 2 1 例題

8、例題: : 7.7.對原子中的電子來說，下列成套的量子數中不可能存在對原子中的電子來說，下列成套的量子數中不可能存在 的是的是_。 a.(3,1,1,-1/2) b.(2,1,-1,+1/2) a.(3,1,1,-1/2) b.(2,1,-1,+1/2) c.(3,3,0,-1/2) c.(3,3,0,-1/2) d.(4,3,-3,+1/2) d.(4,3,-3,+1/2) 9.9.下列量子數的組合中，哪一個是不合理的下列量子數的組合中，哪一個是不合理的_。 a. n=2,=2,m=1a. n=2,=2,m=1 b. n=2, =1,m=0 b. n=2, =1,m=0 c. n=3, =2

9、,m=c. n=3, =2,m=1 d. n=3, =0,m=01 d. n=3, =0,m=0 19.19.量子力學中的一個原子軌道是指量子力學中的一個原子軌道是指_。 a.a.與波爾理論相同的原子軌道與波爾理論相同的原子軌道 b.nb.n具有一定數值時的一個波函數具有一定數值時的一個波函數 c.nc.n、m m三種量子數都具有一定數值時的一個波函數三種量子數都具有一定數值時的一個波函數 d. d. 、m m二種量子數都具有一定數值時的一個波函數二種量子數都具有一定數值時的一個波函數 12.12.某元素最外層原子軌道某元素最外層原子軌道4s4s上有一個電子上有一個電子, ,其四個量子其四個量

10、子 數表達式正確的是數表達式正確的是_._. a.(4.0,1,+1/2) b.(4,1a.(4.0,1,+1/2) b.(4,1，0,-1/2)0,-1/2) c.(4.0,0,+1/2) d.(4c.(4.0,0,+1/2) d.(4，1,1,-1/2)1,1,-1/2) 24.24.表示表示3d3d的諸量子數為：的諸量子數為：_ a.n=3 =1 m=+1 m a.n=3 =1 m=+1 ms s=-1/2=-1/2 b.n=3 =2 m=+1 m b.n=3 =2 m=+1 ms s=+1/2=+1/2 c.n=3 =0 m=+1 m c.n=3 =0 m=+1 ms s=-1/2=-

11、1/2 d.n=3 =3 m=+1 m d.n=3 =3 m=+1 ms s=+1/2=+1/2 11p2波函數角度分布形狀為波函數角度分布形狀為: a.雙球形雙球形 b.球形球形 c.四瓣梅花形四瓣梅花形 d.橄欖形橄欖形 3.3.原子核外電子分布三原則原子核外電子分布三原則 (1)(1)泡利不相容原理：一個原子中泡利不相容原理：一個原子中不可能有四個不可能有四個 量子數完全相同的兩個電子。量子數完全相同的兩個電子。 一個一個原子軌道中只能容納自旋方向相反的兩原子軌道中只能容納自旋方向相反的兩 個電子個電子。 表示為：表示為： 根據每層有根據每層有n2個軌道，每個軌道最多能容納個軌道，每個軌

12、道最多能容納 兩個電子，由此可得出兩個電子，由此可得出 每一層電子的最大容量為：每一層電子的最大容量為：2 n2。 (2)(2)最低能量原理：電子總是盡先占據能量最低能量原理：電子總是盡先占據能量 最低的軌道。最低的軌道。 電子依據近似能級圖電子依據近似能級圖由低到高依次排布由低到高依次排布。 近似能級圖近似能級圖: : 7s7s 6s 6s 4f 5d4f 5d 6p 6p 5s 5s 4d4d 5p 5p 4s 4s 3d3d 4p 4p 3s 3p 3s 3p 2s 2p 2s 2p 1s 1s 能量逐漸升高能量逐漸升高 能量逐漸升高能量逐漸升高 (3)(3)洪特規則：在洪特規則：在n

13、n和和值都相同的值都相同的等價軌道等價軌道中，中， 電子總是盡可能電子總是盡可能分占各個軌道且自旋平行分占各個軌道且自旋平行。 如如2p2p3 3: : 3d 3d6 6有幾個未成對電子？有幾個未成對電子？ 洪特規則特例：當電子的分布處于洪特規則特例：當電子的分布處于全充滿、半充全充滿、半充 滿或全空時，比較穩定滿或全空時，比較穩定。 全充滿全充滿: p: p6 6或或d d10 10或 或f f14 14 半充滿半充滿: p: p3 3或或d d5 5或或f f7 7 全空全空: p: p0 0或或d d0 0或或f f0 0 例如例如: : 24 24cr 1s cr 1s2 22s2s2

14、 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d5 54s4s1 1，半充滿比較穩定。，半充滿比較穩定。 2929 u 1su 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d10 104s 4s1 1, , 全充滿比較穩定全充滿比較穩定 42mo、 、47ag、79au (4)(4)核外電子分布式：核外電子分布式： 原子的原子的 原子的原子的 離子的離子的 離子外層離子外層 電子分布式電子分布式 外層電子分布式外層電子分布式 電子分布式電子分布式 電子分布式電子分布式 （價電子構型）（價電子構型） 1111na na：1s1s2 22s2s2 22p2p6 6

15、3s3s1 1 3s 3s1 1 na na+ +:1s:1s2 22s2s2 22p2p6 6 2s2s2 22p2p6 6 1616s s： ：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p4 4 3s 3s2 23p3p4 4 s s2-2-:1s :1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 6 3s3s2 23p3p6 6 2626fe fe：1s1s2 22s2s2 22p2p6 6 3s 3s2 23p3p6 63d3d6 64s4s2 2 3d3d6 64s4s2 2 fe fe3+ 3+:1s :1s2 22s2s2 22p2p6 63s

16、3s2 23p3p6 63d3d5 5 3s 3s2 23p3p6 63d3d5 5 2424cr cr： 1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d5 54s4s1 1 3d 3d5 54s4s1 1 cr cr3 3： ：1s 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d3 3 3s 3s2 23p3p6 63d3d3 3 2929 u u ：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d10 104s 4s1 1 3d3d10 104s 4s1 1 u u2 2： ：1s 1s2 22s2s

17、2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d9 9 3s 3s2 23p3p6 63d3d9 9 例題例題 130.某元素的某元素的+2價離子的外層電子分布式為價離子的外層電子分布式為: 該元素是該元素是: c (a)mn (b)cr (c)fe (d)co 1、24號基態原子的外層電子結構式正確的是（號基態原子的外層電子結構式正確的是（ ） a、2s2 b、3s23p6 c、3s23p4 d、3d54s1 3.3.fefe3+ 3+的外層電子分布式為 的外層電子分布式為_。 a.3da.3d3 34s4s2 2 b.3d b.3d5 5 c.3s c.3s2 23p3p6 63d

18、3d5 5 d.3s d.3s2 23p3p6 63d3d3 34s4s2 2 1818. .原子序數為原子序數為2525的元素的元素, ,其其+2+2價離子的外層電子分布為價離子的外層電子分布為 。 a. 3da. 3d3 34s4s2 2 b. 3d b. 3d5 5 c. 3sc. 3s2 23p3p6 63d3d5 5 d. 3s d. 3s2 23p3p6 63d3d3 34s4s2 2 ,333 662 dps 2020. .原子序數為原子序數為2929的元素，其原子外層電子排布應是：的元素，其原子外層電子排布應是： a.3da.3d9 94s4s2 2 b.3d b.3d10 1

19、04s 4s2 2 c.3d c.3d10 104s 4s1 1 d.3d d.3d10 105s 5s1 1 26.26.鐵原子的價電子構型為鐵原子的價電子構型為3d3d6 64s4s2 2，在軛道圖中，未配對，在軛道圖中，未配對 的電子數為：的電子數為：_ a.0 b.2 a.0 b.2 c.4c.4 d. d.6 6 ( (5)5)原子、離子的電子式及分子結構式原子、離子的電子式及分子結構式 電子式電子式: :在元素符號周圍用在元素符號周圍用小黑點小黑點( (或或) )來表示來表示原子或離子的原子或離子的 最外層電子最外層電子的式子。例如的式子。例如: : h. na. .mg. .ca

20、. :c: h. na. .mg. .ca. :c: 分子結構式：分子結構式：用用“”代表一對共用電子對代表一對共用電子對的分子式。例如的分子式。例如: : nnnn，o=c=oo=c=o，cl-clcl-cl ，h hcl cl 二二. .化學鍵和分子結構化學鍵和分子結構 1.1.化學鍵：化學鍵：分子或晶體中相鄰的原子（離子）之間的強烈的相分子或晶體中相鄰的原子（離子）之間的強烈的相 互作用。化學鍵一般分為離子鍵、共價鍵和金屬鍵。互作用。化學鍵一般分為離子鍵、共價鍵和金屬鍵。 (1)(1)離子鍵：由正負離子的靜電引力形成的化學鍵。離子鍵：由正負離子的靜電引力形成的化學鍵。 離子的離子的外層電

21、子構型外層電子構型大致有：大致有： 2 2電子構型電子構型; 8; 8電子構型電子構型 ; 9; 91717電子構型電子構型 ; 18; 18電子構型電子構型; ; （18182 2）電子構型。）電子構型。 (2)(2)共價鍵：分子內原子間通過共用電子對共價鍵：分子內原子間通過共用電子對( (電電 子云重疊子云重疊) )所形成的化學鍵。所形成的化學鍵。 可用價鍵理論和分子軌道理論來說明。可用價鍵理論和分子軌道理論來說明。 價鍵理論要點：價鍵理論認為典型的共價鍵價鍵理論要點：價鍵理論認為典型的共價鍵 是在是在非金屬單質或電負性相差不大的原子之非金屬單質或電負性相差不大的原子之 間間通過電子的相互

22、配對通過電子的相互配對( (共用電子對共用電子對) )而形成。而形成。 原子中原子中一個一個未成對電子未成對電子只能和只能和另另一個一個原子中原子中 自旋相反的一個電子自旋相反的一個電子配對配對成鍵，且成鍵時原成鍵，且成鍵時原 子軌道要子軌道要對稱性匹配對稱性匹配, ,并實現并實現最大程度的重最大程度的重 疊疊。所以共價鍵具有。所以共價鍵具有飽和性和方向性飽和性和方向性。 鍵：原子軌道沿兩核連線，以鍵：原子軌道沿兩核連線，以“頭碰頭碰 頭頭”方式重疊方式重疊 s-s: h - hs-s: h - h, , s-p s-px x: h - cl: h - cl , , p px x-p-px x

23、: cl-cl : cl-cl 鍵：原子沿兩核連線以鍵：原子沿兩核連線以“ “ 肩并肩肩并肩”方方 式進行重疊。式進行重疊。 如如 單鍵單鍵 ： cl-cl cl-cl 雙鍵雙鍵 ：+ + -c= c- -c= c- 三鍵：三鍵：+ + + nn nn 鍵鍵 鍵鍵 例題例題: : 11.11.根據價鍵理論和原子軌道重疊原則，根據價鍵理論和原子軌道重疊原則，n n2 2的結的結 構為構為_。 a.a.一個一個鍵鍵, ,二個二個鍵鍵; ; b. b.三個三個鍵鍵; ; c.c.三個三個鍵鍵 ; d.; d.一個一個鍵鍵, ,二個二個鍵鍵 2.2.分子的極性與電偶極矩分子的極性與電偶極矩: :極性分

24、子和非極極性分子和非極 性分子用電偶極矩性分子用電偶極矩來區別。來區別。 =q.=q. q q：正負電荷中心帶電量；：正負電荷中心帶電量； ：正負電荷中心之間的距離。：正負電荷中心之間的距離。 極性分子：極性分子：正負電荷中心不重合，正負電荷中心不重合，0 0 如：如： hx, hhx, h2 2o,soo,so2 2,h,h2 2s,hcns,hcn等。等。 且極性且極性:hfhclhbr:hfhclhbrhihi 非極性分子：非極性分子：正負電荷中心重合，正負電荷中心重合，=0=0。 如如:n:n2 2,h,h2 2 ,ch ,ch4 4, ccl, ccl4 4,co,co2 2,cs,

25、cs2 2等。等。 對于對于雙原子分子雙原子分子:分子分子極性極性與鍵的極性一致與鍵的極性一致. 即鍵是極性鍵即鍵是極性鍵,分子是極性分子分子是極性分子;鍵是非極鍵是非極 性鍵性鍵,分子是非極性分子分子是非極性分子. 如：如： n n2 2,h,h2 2、 、o o2 2非極性分子； 非極性分子； hfhclhbrhfhclhbrhihi極性分子極性分子 對于對于多原子分子多原子分子:分子是否極性不僅取決于分子是否極性不僅取決于 鍵的極性鍵的極性,而且取決于分子的空間構型而且取決于分子的空間構型(結結 構對稱的為非極性分子構對稱的為非極性分子) 如：如： chch4 4, ccl, ccl4

26、4,co,co2 2,cs,cs2 2非極性分子非極性分子 3.3.分子空間構型和雜化軌道理論分子空間構型和雜化軌道理論 雜化軌道理論要點雜化軌道理論要點: : 1 1）電子在成鍵原子的作用下，進行激發；）電子在成鍵原子的作用下，進行激發； 2)2)能級相近的原子軌道互相雜化能級相近的原子軌道互相雜化; ; 3)3)幾個軌道參加雜化幾個軌道參加雜化, ,形成幾個雜化軌道；形成幾個雜化軌道； 4)4)成鍵能力更強。成鍵能力更強。 以此用來解釋分子的空間構型。以此用來解釋分子的空間構型。 雜化軌道類型雜化軌道類型spspspsp2 2spsp3 3spsp3 3（不等性）（不等性） 空間構型空間構

27、型直線型直線型平面正三形平面正三形 角形角形 正四面體正四面體三角錐型三角錐型v v字型字型 實例實例 beclbecl2 2,hgcl2,hgcl2 ,co2,co2，cs2cs2， c2h2 c2h2 bclbcl3 3,bf,bf3 3（b，al ， ga等等iii a元素的元素的 鹵化物鹵化物）,c2h4 chch4 4,sih,sih4 4 , , cclccl4 4 ,sicl ,sicl4 4 （ivaiva元素）元素） nhnh3 3 phph 3 3, , pclpcl3 3 （vava元素）元素） h h2 2o o h h2 2s s （viavia元元 素）素） 分子極

28、性：分子極性：非極性非極性 非極性非極性 非極性非極性 極性極性 極性極性 1)sp雜化雜化: 4be 2s2 圖5.18 sp雜化軌道 分子空間構型為分子空間構型為直線型，鍵角直線型，鍵角180 例如：例如：hgcl2、becl2分子。分子。 2) sp2雜化: 5b 2s22p1 附圖5.15 sp2雜化軌道 sp2雜化軌道成鍵特征：雜化軌道成鍵特征：鍵角為鍵角為120120, , 分子空間構型為分子空間構型為平面正三角形平面正三角形。 如如:bx3,h2c=ch2 c l b c lc l cc h h h h bcl3和ch2ch2的空間構型 3)等性sp3雜化: 6c 2s22p2

29、等性雜化：各個雜化軌道所含成分完全相同。等性雜化：各個雜化軌道所含成分完全相同。 附圖5.16 sp3雜化軌道 sp3雜化軌道成鍵特征：雜化軌道成鍵特征：鍵角為鍵角為10928 ， 分子空間構型為分子空間構型為正四面體正四面體。 例如：例如： ch4,cx4 h c h h h 甲烷的空間構型甲烷的空間構型 4)sp3不等性雜化 7n 2s22p3 8o 2s22p4 n h h h . o hh . . nh3空間構型為空間構型為三角錐形三角錐形, h2o空間構型為空間構型為“v”形形 不等性雜化：各個雜化軌道所含成分不完全相同。不等性雜化：各個雜化軌道所含成分不完全相同。 例題例題 2、用

30、雜化軌道理論推測下列分子空間構型，其中為平面三角用雜化軌道理論推測下列分子空間構型，其中為平面三角 形的是（形的是（ ） a、nf3 b、ash3 c、bf3 d、sbh3 5.5.下列分子中其中心原子采用下列分子中其中心原子采用spsp3 3不等性雜化的是不等性雜化的是 。 a.becla.becl2 2 b.bcl b.bcl3 3 c.phc.ph3 3 d.ccl d.ccl4 4 15.15.下列分子中，偶極距不為零的是下列分子中，偶極距不為零的是。 a ah h2 2o o b bh h2 2 c ccoco2 2 d do o2 2 22.22. 下列哪些敘述是正確的下列哪些敘述

31、是正確的_。 a.a.多原子分子中，鍵的極性越強，分子的極性越多原子分子中，鍵的極性越強，分子的極性越 強強; ; b.b.具有極性共價鍵的分子，一定是極性分子具有極性共價鍵的分子，一定是極性分子; ; c.c.非極性分子中的化學鍵，一定是非極性共價鍵非極性分子中的化學鍵，一定是非極性共價鍵; ; d.d.分子中的鍵是非極性鍵，分子一定是非極性分分子中的鍵是非極性鍵，分子一定是非極性分 子子. . 2727 coco 2 2、 、h h 2 2o o、 、nhnh 3 3三種分子的極性不同： 三種分子的極性不同： _ coco2 2屬非極性分子，屬非極性分子，h h2 2o o、nhnh3 3

32、屬極性分子。屬極性分子。 coco2 2、nhnh3 3屬非極性分子屬非極性分子 ，h h2 2o o屬極性分子屬極性分子 三者均是極性分子三者均是極性分子 它們均是非極性分子它們均是非極性分子 4.4.分子間力分子間力 非極性分子與非極性分子間的力非極性分子與非極性分子間的力 色散力色散力：瞬時偶極和瞬時偶極之間產生的分子間的力。：瞬時偶極和瞬時偶極之間產生的分子間的力。 瞬時偶極：由于分子在瞬時偶極：由于分子在某瞬間某瞬間正負電荷中心不重合所正負電荷中心不重合所 產生的一種偶極。產生的一種偶極。 非極性分子與極性分子間的力非極性分子與極性分子間的力 色散力色散力; ; 誘導力誘導力：由固有

33、偶極和誘導偶極之間所產生的分子間：由固有偶極和誘導偶極之間所產生的分子間 力。力。 誘導偶極：由于分子誘導偶極：由于分子受外界電場受外界電場包括極性分子固有偶包括極性分子固有偶 極場的影響所產生的一種偶極。極場的影響所產生的一種偶極。 極性分子與極性分子之間的力極性分子與極性分子之間的力 色散力色散力; ; 誘導力誘導力; ; 取向力取向力：由固有偶極之間所產生的分子間力。：由固有偶極之間所產生的分子間力。 分子間力是色散力、誘導力和取向力的總稱。分子間力分子間力是色散力、誘導力和取向力的總稱。分子間力 也叫范德華力。其中色散力最普遍，也最重要。分子間力也叫范德華力。其中色散力最普遍，也最重要

34、。分子間力 比一般化學鍵弱得多，沒有方向性和飽和性。比一般化學鍵弱得多，沒有方向性和飽和性。 同類型分子中，色散力與摩爾質量成正比，故可近似同類型分子中，色散力與摩爾質量成正比，故可近似 認為分子間力與摩爾質量成正比。認為分子間力與摩爾質量成正比。 例題例題: : 2.2.下列各物質分子間只存在色散力的是下列各物質分子間只存在色散力的是 。 。 . h. h2 20 0 . nh. nh3 3 . sih. sih4 4 .hcl.hcl 6.6.hclhcl分子間的力有分子間的力有_。 a.a. 色散力色散力 b.b.色散力、誘導力、取向力色散力、誘導力、取向力 c.c.誘導力、取向力誘導力

35、、取向力 d.d.色散力、誘導力色散力、誘導力 10.10.下列分子中下列分子中, ,分子間作用力最大的是分子間作用力最大的是_。 a.fa.f2 2 b.cl b.cl2 2 c.br c.br2 2 d.i d.i2 2 5.5.氫鍵：氫鍵：氫原子除能和電負性較大的氫原子除能和電負性較大的x x原子（如：原子（如：f f、o o、n n） 形成強的極性共價鍵外，還能吸引另一個電負性較大形成強的極性共價鍵外，還能吸引另一個電負性較大 的的y y原子（如：原子（如：f f、o o、n n）中的孤電子云對形成氫鍵。）中的孤電子云對形成氫鍵。 x xh hy,y,x x、y y電負性較大的原子如電

36、負性較大的原子如(f(f、o o、n)n) 分子中含有分子中含有f fh h鍵、鍵、o oh h鍵或鍵或n nh h鍵的分子能形成氫鍵的分子能形成氫 鍵。如鍵。如, hf, hf、h h2 2o o、nhnh3 3、無機含氧酸、無機含氧酸(hno(hno3 3、h h2 2soso4 4、 h h3 3bobo3 3等等) ) 、有機羧酸（、有機羧酸（coohcooh）、醇）、醇( (oh)oh)、胺、胺(nh(nh2 2) )、 蛋白質等分子之間都存在氫鍵。而乙醛（蛋白質等分子之間都存在氫鍵。而乙醛（chch3 3 cho cho）和）和 丙酮（丙酮（chch3 3cocochch3 3）等

37、）等醛、酮、醚醛、酮、醚分子之間則分子之間則不能形不能形 成氫鍵成氫鍵。但與水分子之間能形成氫鍵。但與水分子之間能形成氫鍵。 例題例題 129.下類物質存在氫鍵的是下類物質存在氫鍵的是: b (a)hbr (b)h2so4 (c)c2h8 (d)chcl3 1.1.下列物質中，含有氫鍵的是下列物質中，含有氫鍵的是 _。 . h. h2 2s s . nh. nh3 3 . hcho . hcho . c. c6 6h h6 6 4.4.在下列物質中含有氫鍵的是在下列物質中含有氫鍵的是_ _ c c _ _。 a.hcla.hcl b.hb.h2 2s s c.chc.ch3 3chch2 2o

38、hoh d.ch d.ch3 3ochoch3 3 6.6.下列含氫化合物中下列含氫化合物中, ,不存在氫鍵的化合物有不存在氫鍵的化合物有_ _._. .c.c2 2h h5 5oh oh . c. c3 3h h8 8 . nh. nh3 3 .h.h3 3bobo3 3 6.6.分子間力對物質性質的影響分子間力對物質性質的影響 物質的熔點和沸點：物質的熔點和沸點：同類型的單質和化合物，其熔同類型的單質和化合物，其熔 點和沸點一般隨摩爾質量的增加而增大點和沸點一般隨摩爾質量的增加而增大。因為分子間。因為分子間 的色散力隨摩而質量的增加而增大。但的色散力隨摩而質量的增加而增大。但含有氫鍵的物含

39、有氫鍵的物 質比不含氫鍵的物質熔點和沸點要高質比不含氫鍵的物質熔點和沸點要高。例如，。例如， hfhf、 hclhcl、 hbrhbr、 hihi 沸點（沸點（。 。）： ）：、 8585、5757、 3636 因因hfhf分子間存在分子間存在氫鍵氫鍵，其熔點和沸點比同類型的氫化物，其熔點和沸點比同類型的氫化物 要高，出現要高，出現反常反常現象。現象。 物質的溶解性：物質的溶解性：“（極性）相似者相溶（極性）相似者相溶” 即極性溶質即極性溶質 易溶于極性溶劑；非極性（或弱極性）溶質易溶于非易溶于極性溶劑；非極性（或弱極性）溶質易溶于非 極性（或弱極性）溶劑。溶質和溶劑的極性越相近，極性（或弱極

40、性）溶劑。溶質和溶劑的極性越相近， 越易互溶。例如，碘易溶于苯或四氯化碳，而難溶于越易互溶。例如，碘易溶于苯或四氯化碳，而難溶于 水水. . 例題例題: : 1414. .下列物質熔點最高的是下列物質熔點最高的是_。 a acfcf4 4 b bcclccl4 4 c ccbrcbr4 4 d dcici4 4 5151h h2 2o o的沸點是的沸點是100100，h h2 2sese的沸點是的沸點是-42-42，這，這 種反常現象主要是由下述哪種原因引起的？種反常現象主要是由下述哪種原因引起的？ _。 . .分子間力分子間力 . .共價鍵共價鍵 . .離子鍵離子鍵 . .氫氫 鍵鍵 三、晶

41、體結構和性質三、晶體結構和性質 ( (一一) )晶體的基本類型和性質晶體的基本類型和性質 1.1.離子晶體離子晶體 （1 1） 晶格結點上的微粒晶格結點上的微粒正、負離子。正、負離子。 （2 2） 微粒間作用力微粒間作用力離子鍵。作用力離子鍵。作用力隨離子電荷的隨離子電荷的 增多和半徑的減少而增強增多和半徑的減少而增強。 （3 3） 晶體中不存在獨立的簡單分子。例如晶體中不存在獨立的簡單分子。例如naclnacl晶體晶體, , 表示表示nana+ +:cl:cl =1:1 =1:1。 （4 4） 晶體的特性晶體的特性熔點高、硬度大；延展性差；熔點高、硬度大；延展性差；一一 般易溶于極性溶劑；熔

42、融態或水溶液均易導電。般易溶于極性溶劑；熔融態或水溶液均易導電。 在相同類型的典型離子晶體中在相同類型的典型離子晶體中，離子的電荷越多，離子的電荷越多， 半徑越小，晶體的熔點越高，硬度越大。半徑越小，晶體的熔點越高，硬度越大。 例例1 1： 例例2 2： 離子晶體離子晶體正、負離子半徑和正、負離子半徑和正、負離子電荷數正、負離子電荷數 熔點熔點硬度硬度 nafnaf 2.302.301 ,1 ,1 1 9939932.32.3 caocao 2.312.312 ,2 ,2 2 261426144.54.5 離子晶體離子晶體 正離子半徑正離子半徑正、負離子電荷數正、負離子電荷數熔點熔點硬度硬度

43、caocao0.99 0.99 2, 2, 2 2261426144.54.5 mgomgo0.66 0.66 2, 2, 2 2285228525.55.56.56.5 離子與電荷的規律如下：離子與電荷的規律如下： 在同一周期中，在同一周期中，自左而右自左而右隨著正離子電荷隨著正離子電荷 數的增多，數的增多，離子半徑離子半徑逐漸逐漸減少減少, , 如，如， nana mgmg2 2 ;k ;k caca2 2 scsc3 3 , ,同一元素，隨著同一元素，隨著正離子電荷數的增多，離子半經減少正離子電荷數的增多，離子半經減少。 如如 fe2+fe2+fe3+fe3+ 在同一族中在同一族中，自上

44、而下離子半經逐漸增大自上而下離子半經逐漸增大。 如，如，i ibrbrclclf f 2.2.原子晶體原子晶體. . (1)(1)晶格結點上的微粒晶格結點上的微粒原子。原子。 （2 2）微粒間作用力）微粒間作用力共價鍵共價鍵。 （3 3）晶體中不存在獨立的簡單分子。例如方石英）晶體中不存在獨立的簡單分子。例如方石英 （siosio2 2）晶體）晶體, ,表示表示sisi:o=1:2:o=1:2。 （4 4）晶體的特性）晶體的特性熔點高、硬度大熔點高、硬度大；延展性差；延展性差； 一般溶劑中不溶；是電的一般溶劑中不溶；是電的絕緣體絕緣體或或半導體半導體。常見。常見 的原子晶體有的原子晶體有金剛石

45、（金剛石（c c）和可作半導體材料的和可作半導體材料的 單晶單晶硅硅（sisi）、鍺）、鍺(ge(ge) )、砷化鎵、砷化鎵(gaas(gaas) )、以及碳、以及碳 化硅化硅(sic(sic) )和方石英和方石英(sio(sio2 2) )。 3.3.分子晶體分子晶體 (1)(1)晶格結點上的微粒晶格結點上的微粒極性分子或非極性分子。極性分子或非極性分子。 （2 2）微粒間作用力）微粒間作用力分子間力（還有氫鍵）。分子間力（還有氫鍵）。 在同類型的分子中，分子間力隨分子量的增大在同類型的分子中，分子間力隨分子量的增大 而增大。而增大。 （3 3）晶體中存在獨立的簡單分子。例如）晶體中存在獨立

46、的簡單分子。例如coco2 2晶體晶體, , 表示一個分子。表示一個分子。 (4(4）晶體的特性）晶體的特性熔點抵、硬度小熔點抵、硬度小( (隨分子量的隨分子量的 增大而增大增大而增大) )；延展性差；其溶解性遵循；延展性差；其溶解性遵循“相相 似者相溶似者相溶”。( (有的易溶于有機溶劑有的易溶于有機溶劑) ) 4 4金屬晶體金屬晶體 (1)(1)晶格結點上的微粒晶格結點上的微粒原子或正離子。原子或正離子。 （2 2）微粒間作用力）微粒間作用力金屬鍵。金屬鍵。 （3 3）晶體中不存在獨立的簡單分子。）晶體中不存在獨立的簡單分子。 （4 4）晶體的特性）晶體的特性是電和熱的良導體，熔點較高、硬

47、度是電和熱的良導體，熔點較高、硬度 較大；優良的變形性和金屬光澤。較大；優良的變形性和金屬光澤。 ( (二二) )過渡型的晶體過渡型的晶體 1.1.鏈狀結構晶體鏈狀結構晶體 如如石棉石棉, ,鏈與鏈之間的作用力鏈與鏈之間的作用力弱的靜電引力弱的靜電引力; ;鏈內的作鏈內的作 用力用力強的共價鍵。有纖維性。強的共價鍵。有纖維性。 2.2.層狀結構晶體層狀結構晶體 如如石墨石墨, ,層與層之間的作用力層與層之間的作用力大大鍵鍵; ;層內的作用力層內的作用力 spsp2 2spsp2 2鍵。是熱和電的良導體鍵。是熱和電的良導體, ,可作潤滑劑。可作潤滑劑。 例題例題 8.8.下列氧化物中下列氧化物中

48、, ,熔點最高的是熔點最高的是_。 a.mgoa.mgo b.cao b.cao c.sro c.sro d.sod.so2 2 7.7.下列物質中，熔點由低到高排列的順序應該是：下列物質中，熔點由低到高排列的順序應該是： a.nh a.nh3 3phph3 3siosio2 2cao cao b.phb.ph3 3nhnh3 3siosio2 2caocao .nh.nh3 3 cao cao ph ph3 3 sio sio2 2 d. ph d. ph3 3nhnh3 3caocaosio srf srf2 2 caf caf2 2 mgf mgf2 2 b.mgfb.mgf2 2 ca

49、f caf2 2 srf srf2 2 baf baf2 2 c.srfc.srf2 2 caf caf2 2 baf baf2 2 mgf mgf2 2 d.cafd.caf2 2 mgf mgf2 2 srf srf2 2 baf baf2 2 四四. .氣體定律氣體定律 1.1.理想氣體狀態方程理想氣體狀態方程 : : pv=nrtpv=nrt p p壓力（壓力（papa），），v v體積（體積（m m3 3）,t,t絕對溫度（絕對溫度（k k）；）；n n 摩爾數（摩爾數（molmol）, ,r r氣體常數氣體常數r r8.314jk8.314jk-1 -1mol mol-1 -1 當

50、當n n一定時，一定時，p p、 、v v、 、t t變則有變則有 n,tn,t一定時，一定時，p p1 1v v1 1p p2 2v v2 2 n,pn,p一定時，一定時， t t ，p p一定時，一定時， pvpv ,m,m = 2 22 1 11 t vp t vp 21 12 t v t v 2 1 2 1 v v n n rt m m p rt pv mrt v m 2.2.分壓定律分壓定律 分壓：氣體混合物中每一種氣體的壓力，等于該氣體分壓：氣體混合物中每一種氣體的壓力，等于該氣體 單獨占有與混合氣體相同體積時所產生的壓力。單獨占有與混合氣體相同體積時所產生的壓力。 道爾頓分壓定律

51、道爾頓分壓定律: :適于各組分互不反應的理想氣體。適于各組分互不反應的理想氣體。 氣體混合物總壓力等于混合物中各組分氣體分壓的氣體混合物總壓力等于混合物中各組分氣體分壓的 總和。總和。 p p總 總 p pa ap pb b 混合氣體中某組分氣體的分壓，等于總壓力乘該組分混合氣體中某組分氣體的分壓，等于總壓力乘該組分 氣體的摩爾分數。氣體的摩爾分數。 分壓定律可用來計算混合氣體中組份氣體的分壓、摩爾分壓定律可用來計算混合氣體中組份氣體的分壓、摩爾 數或在給定條件下的體積。數或在給定條件下的體積。 總 總 ppa n na 總總 v v n n p aa a 總 總 p v v p a a 34

52、.將將0.125 dm3壓力為壓力為6.08104pa的氣體的氣體a與與 0.15 dm3壓力為壓力為8.11104pa的氣體的氣體b,在等溫在等溫 下混合在下混合在0.5 dm3的真空容器中的真空容器中,混合后的總混合后的總 壓力為壓力為: a.1.42105pa ;b.3.95104pa c.1.4atm ; d.3.9atm 混合后混合后: pa=6.08104pa0.125/0.5=1.52104pa, pb=8.110.15/0.5=2.43104pa, 混合后的總壓力為混合后的總壓力為: p=pa+pb=1.52104pa+2.43104pa=3.95104 pa 3.23.2溶液

53、溶液 3.23.2溶液溶液 一一. .溶液濃度的表示溶液濃度的表示 (%)1.(%)1.質量分數質量分數 (c)2.(c)2.物質的量濃度物質的量濃度 (m)3.(m)3.質量摩爾濃度質量摩爾濃度 (x)4.(x)4.摩爾分數摩爾分數 %100 )( g g 溶液的質量 ）溶質的質量（ 3 3 ., dmmol dm mol ）溶液的體積（ ）溶質的物質的量（ ）溶劑的質量（ ）溶質的物質的量（ kg mol )()molmol mol 溶劑的物質的量溶質的物質量（ ）的量（溶質（或溶劑）的物質 二二. . 稀溶液的通性稀溶液的通性 1.1.溶液的蒸汽壓下降溶液的蒸汽壓下降 （1 1）蒸汽壓（

54、飽和蒸汽壓）蒸汽壓（飽和蒸汽壓）p p0 0：在一定溫度下，：在一定溫度下，液體和液體和 它的它的蒸汽處于平衡蒸汽處于平衡時，蒸汽所具有的壓力。時，蒸汽所具有的壓力。 試驗證明試驗證明:溶液的蒸汽壓總是低于純溶劑的蒸汽壓溶液的蒸汽壓總是低于純溶劑的蒸汽壓，其，其 差值稱為溶液的蒸汽壓下降（差值稱為溶液的蒸汽壓下降（p）。）。 （2 2）拉烏爾定律：在一定溫度下，難揮發的）拉烏爾定律：在一定溫度下，難揮發的非電解質稀非電解質稀 溶液溶液的的蒸汽壓下降和溶質（蒸汽壓下降和溶質（b b）的摩爾分數成正比）的摩爾分數成正比。 例題例題: 108.一封閉鐘罩中放一杯純水一封閉鐘罩中放一杯純水a和一杯糖水

55、和一杯糖水b，靜止足夠，靜止足夠 長時間發現（長時間發現（ b ）。）。 a、 a杯水減少，杯水減少，b杯中水滿后不再變化杯中水滿后不再變化 b、 a杯變成空杯，杯變成空杯，b杯中水滿后溢出杯中水滿后溢出 c、 b杯水減少，杯水減少，a杯水滿后不再變化杯水滿后不再變化 d、 b杯水減少至空杯，杯水減少至空杯，a杯水滿后溢出杯水滿后溢出 2.2.溶液的的沸點上升和凝固點下降溶液的的沸點上升和凝固點下降 （1 1）沸點：液相的蒸汽壓等于外界壓力時的溫度。）沸點：液相的蒸汽壓等于外界壓力時的溫度。 （2 2）凝固點：液相蒸汽壓和固相蒸汽壓相等時的溫度。）凝固點：液相蒸汽壓和固相蒸汽壓相等時的溫度。

56、（3 3）汽化熱：恒溫恒壓下，液態物質吸熱汽化成氣態，）汽化熱：恒溫恒壓下，液態物質吸熱汽化成氣態， 所吸收的熱量稱為汽化熱。所吸收的熱量稱為汽化熱。 試驗證明試驗證明:溶液的沸點總是高于純溶劑的沸點；溶液的溶液的沸點總是高于純溶劑的沸點；溶液的 凝固點總是低于純溶劑的凝固點。凝固點總是低于純溶劑的凝固點。 利用凝固點下降的原理利用凝固點下降的原理,冬天可在冬天可在水箱中加入乙二醇水箱中加入乙二醇作為作為 防凍劑。防凍劑。 （3 3）拉烏爾定律：難揮發）拉烏爾定律：難揮發非電解質稀溶液非電解質稀溶液的沸點上升和的沸點上升和 凝固點下降與溶液的凝固點下降與溶液的質量摩爾濃度（質量摩爾濃度（m,m

57、,）成正比。成正比。 ttb b=k=kb b. .m tm tf f=k=kf f. .m m 3.3.滲透壓滲透壓：為維持被半透膜所隔開的溶：為維持被半透膜所隔開的溶 液與純溶劑之間的滲透平衡而需要的額液與純溶劑之間的滲透平衡而需要的額 外壓力。外壓力。 半透膜半透膜: :動物的腸衣、細胞膜、膀胱膜等動物的腸衣、細胞膜、膀胱膜等 只允許溶劑分子透過只允許溶劑分子透過, ,而不允許溶質分子而不允許溶質分子 ( (或離子或離子) )透過的膜稱半透膜透過的膜稱半透膜. . v=nrt v=nrt =crt=crt 電解質溶液的通性：電解質溶液的通性：電解質溶液，或者濃度較大電解質溶液，或者濃度較

58、大 的溶液也與非電解質稀溶液一樣具有溶液的溶液也與非電解質稀溶液一樣具有溶液蒸汽壓下降、沸點蒸汽壓下降、沸點 上升、凝固點下降和滲透壓等性質（稀溶液依數性）上升、凝固點下降和滲透壓等性質（稀溶液依數性）但是，但是， 稀溶液定律所表達的這些依數性與溶液濃度的稀溶液定律所表達的這些依數性與溶液濃度的定量關系不適定量關系不適 用于濃溶液和電解質溶液。用于濃溶液和電解質溶液。 對于對于電解質電解質溶質的稀溶液，蒸汽壓下降、溶質的稀溶液，蒸汽壓下降、 沸點上升、凝固點下降和滲透壓的沸點上升、凝固點下降和滲透壓的數值都比數值都比 同同 濃度的非電解質稀溶液的相應數值要大。濃度的非電解質稀溶液的相應數值要大

59、。 沸點高低或滲透壓大小順序為：沸點高低或滲透壓大小順序為：對同濃度的溶液對同濃度的溶液 來說，來說， a a2 2b b或或abab2 2型強電解質溶液型強電解質溶液abab型強電解質溶液弱電解質溶液非電解質溶液型強電解質溶液弱電解質溶液非電解質溶液 蒸汽壓或凝固點的順序蒸汽壓或凝固點的順序正好相反：對同濃度的溶正好相反：對同濃度的溶 液來說，液來說， a a2 2b b或或abab2 2型強電解質溶液型強電解質溶液abab型強電解質溶液弱電解質溶液非電解質溶液型強電解質溶液弱電解質溶液非電解質溶液 例例1, 將質量摩爾濃度均為將質量摩爾濃度均為0.10 molkg-1的的 bacl2, h

60、cl, hac, 蔗糖水溶液的粒子數、蒸氣蔗糖水溶液的粒子數、蒸氣 壓、沸點、凝固點和滲透壓按從大到小次序排壓、沸點、凝固點和滲透壓按從大到小次序排 序序: 解：按從大到小次序排序如下：解：按從大到小次序排序如下： 粒子數粒子數 : bacl2 hcl hac 蔗糖蔗糖 蒸氣壓蒸氣壓 : 蔗糖蔗糖 hac hcl bacl2 沸點沸點: bacl2 hcl hac 蔗糖蔗糖 凝固點凝固點 : 蔗糖蔗糖 hac hcl bacl2 滲透壓滲透壓: bacl2 hcl hac 蔗糖蔗糖 例題例題 131. 下類水溶液滲透壓最高的是下類水溶液滲透壓最高的是: d (a) (b) (c) (d) 36