工程化學電子教案(2)(編輯修改稿)
2025-02-09 22:26 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 量子數(shù)表示核外電子排布。例如 B、 C、 N原子，它們前四個電子的相應量子數(shù)均為： )21,0,0,1( ? )21,0,0,1( ?)21,0,0,2( ? )21,0,0,2( ? (1)元素的金屬性和非金屬性與元素的電負性 (2)電離能 電離能表示元素原子丟失電子的能力。元素的一個基態(tài)氣態(tài)原子失去一個電子成為氣態(tài)一價正離子所需的能量稱為該元素的第一電離能，記為 I1。若進一步失去電子，則還有第二、第三電能， II … ，且 I3I2I1。通常將第一電離能簡稱為電離能（ I），單位 kJmol1。電離能的大小可由原子光譜數(shù)據(jù)精確測出。 (3)電子親和能 元素的原子結(jié)合電子的難易可用電子親和能來定量地量度。當一個基態(tài)氣態(tài)原子獲得一個電子成為 1價氣態(tài)離子時所放出的能量稱為該元素的電子親和能，即第一電子親和能，一般用 Y1表示。與電離能的定義類似，元素也有第二電了親和能 Y2，第三電子親和能 Y3…… 。 化學鍵與分子和晶體結(jié)構(gòu) 除稀有氣體外 ， 其它物質(zhì)均由一種或幾種元素的原子以一定的方式結(jié)合成分子或晶體而存在 。分子是體現(xiàn)物質(zhì)化學性質(zhì)的最小單位 。 分子的性質(zhì)取決于原子之間的化學鍵和分子的結(jié)構(gòu) 。 分子中原子（或離子）之間強烈的相互作用力稱為化學鍵?；瘜W鍵大致可分為離子鍵、共價鍵和金屬鍵三種基本婁型。離子鍵和金屬鍵一般存在于晶體中，而共價鍵存在于分子中（某些晶體也存在）。由于中學化學對離子鍵，共價鍵（包括配位鍵）、金屬鍵已有初步介紹，現(xiàn)重點介紹關于共價鍵的現(xiàn)代價鍵理論和分子軌道理論。 （ 1）現(xiàn)代價鍵理論的基本要點 ① 兩個原子接近時，自旋方向相反的未成對電子相互配對，外層原子軌道彼此重疊，使核間電子云密度較大，體系能量降低，形成穩(wěn)定的共價鍵。 ② 一個原子有幾個未成對電子，只能和幾個自旋方向相反的單電子配對成鍵，這就是共價鍵 “ 飽和性 ” 。例如 H原子有一個未成對電子，故兩個 H原子能生成 H2分子， H原子間的化學鍵稱為共價單鍵； N的外層電子構(gòu)型，有三個未成對電子，彼此只能以共價叁鍵結(jié)合成 N2分子。 ③ 成鍵電子的原子軌道重疊越多，電子在兩核間的幾率密度越大，則形成的共價鍵越牢固，這叫做最大重疊原理。根據(jù)這個原理，共價鍵的形成盡可能采取電子云密度最大的方向，從而解釋了共價鍵的方向性。原子軌道重疊時，還必須考慮描述原子軌道的正負號，只有同號軌道才能實行有效的重疊。 （ 2）共價鍵的鍵參數(shù) 用來表征共價鍵特性的物理量稱為共價鍵叁數(shù)，通常指鍵長、鍵角、鍵能和鍵矩等。鍵參數(shù)可用于預測共價型分子的構(gòu)型和形狀，解釋分子的基本性質(zhì)如熱穩(wěn)定性等。 ① 鍵長 分子內(nèi)成鍵兩原子間的距離稱為鍵長。通常，鍵能越大，鍵長越短，共價鍵越牢固。 ② 鍵角 共價分子中成鍵原子核連線（鍵軸）之間的夾角稱為鍵角。分子的空間構(gòu)型與鍵長和鍵角有關，雙原子分子總是直線型的，多原子分子中因其原子在空間的排布不同，各化學鍵之間的夾角便不同，分子的空間構(gòu)型呈不同的幾何形狀。因此，鍵角是表征分子的幾何構(gòu)型的重要鍵參數(shù)。 ③ 鍵能 共價鍵的強度可用鍵能來衡量。一般說來鍵能越大，相應的共價鍵越牢固。鍵能規(guī)定為：在 ，將基態(tài)雙原子分子 AB解離為基態(tài) A、 B原子時的鍵離解能（ D），稱為雙原子分子 AB的鍵能（ E）；對于多原子分子，可取鍵解離能的平均值為鍵能。例如： ④ 鍵矩 ? 當兩相同原子以共價鍵結(jié)合時，成鍵電子云的中心恰在原子核的中間，共用電子對的電荷分別是對稱的，這種鍵稱為非極性共價鍵。如 H N C12中的共價鍵。當不同元素的原子構(gòu)成共價鍵時，由于兩個原子吸引電子的能力不同，成鍵電子云將偏向吸引電子能力較大的一方，使得兩個
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