【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 在同一族中，自上而下電負(fù)性下降 。 思考 ： 電負(fù)性最大的前三種和最小的元素分別是什么？ F的電負(fù)性 ()最大，其次是 O()和 N()。電負(fù)性最小的元素是 Cs和 Fr()。 首頁 上一頁 下一頁 末頁 46 H 表 元素的 Pauling電負(fù)性 Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Rb Sr Y Zr Nb Mo Te Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Cs Ba Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb BI 首頁 上一頁 下一頁 末頁 47 6 元素的氧化值 主族元素 , 最高氧化值與其族數(shù)相同 (F、 O除外 ). 副族元素中 d區(qū)金屬除最外層的 s電子外 ,次外層 d電子也可全部或部分參與成鍵，因此最高氧化值可等于最外層 s電子和次外層 d電子數(shù)之和，大多有可變價(jià)， VIII族元素中只有 Ru、 Os為+8價(jià)。 ds區(qū)元素中 Cu、 Au的氧化數(shù)?？筛哂谄渥鍞?shù)。 首頁 上一頁 下一頁 末頁 48 IA 表 元素的氧化值 +1 IIA 變價(jià)元素中，下劃線的較穩(wěn)定 IIIA IVA VA VIA VIIA +2 +3 4 +4 3 +1 +3 +5 2 +4 +6 1 +1 +5 +7 IIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB +3 +2 +4 +3 +5 +3 +6 +2 +7 +2 +3 +8 +1 +2 +3 +2 +3 +1 +4 +2 +5 +3 +6 +4 首頁 上一頁 下一頁 末頁 49 如： 氫原子光譜示意圖 狹縫 415nm紫 435nm藍(lán)紫 487nm青 660nm 紅 電子束 電子束 氫放電管 棱鏡 )11( 2221 nnR ???式中， R為常數(shù)， n n2必須是正整數(shù)且 n1n2 圖 氫原子光譜示意圖 原子光譜 首頁 上一頁 下一頁 末頁 50 基態(tài) 激發(fā)態(tài) 處于低能量軌道的電子，受外界提供的合適頻率的射線照射時(shí)，可以吸收射線躍遷到較高能級(jí)。 ?原子吸收光譜的原理 ?E ~~~~~~~~→ hE /???圖 原子吸收光譜示意圖 不同種類原子的電子能級(jí)不同，因而吸收射線的頻率 v不同，據(jù)此可以分析被測(cè)樣品中含有的原子的種類，根據(jù)吸收強(qiáng)度可以測(cè)定該原子的含量。 一般用于定量分析 首頁 上一頁 下一頁 末頁 51 處于激發(fā)態(tài)的電子極不穩(wěn)定，當(dāng)它返回到較低能級(jí)時(shí)，以射線的形式向外釋放能量。其輻射的 射線頻率 v與 兩能級(jí)能量差 ?E與之間的關(guān)系為 ?E = h? ?原子發(fā)射光譜的原理 ~~~~~~? v 基態(tài) 激發(fā)態(tài) ?E 圖 原子發(fā)射光譜示意圖 在原子發(fā)射光譜中，一般通過加熱樣品的方法使其處于激發(fā)狀態(tài)。 思考 ： 在原子吸收光譜或原子發(fā)射光譜中，吸收或發(fā)射的射線是連續(xù)的嗎？ 不連續(xù)。 )11( 2221 nnRhvE ????一般用于定性分析 首頁 上一頁 下一頁 末頁 52 化學(xué)鍵與分子間相互作用力 物質(zhì)與物質(zhì)之間的相互作用也是多種多樣的，從作用結(jié)果來分析，有導(dǎo)致相互吸引的引力和相互排斥的斥力，從作用距離看，有長(zhǎng)程作用力和短程作用力。 原子之間的長(zhǎng)程強(qiáng)相互作用是化學(xué)鍵的特征，分子或原子團(tuán)之間的短程弱相互作用是分子間作用力的特征。 首頁 上一頁 下一頁 末頁 53 化學(xué)鍵 分子中原子之間的長(zhǎng)程強(qiáng)相互作用力稱為化學(xué)鍵。化學(xué)鍵可分為離子鍵、金屬鍵和共價(jià)鍵三種。 組成化學(xué)鍵的兩個(gè)原子間電負(fù)性差大于 時(shí)，一般生成離子鍵，小于 時(shí)一般生成共價(jià)鍵。而金屬原子之間則生成金屬鍵。 首頁 上一頁 下一頁 末頁 54 1 離子鍵 當(dāng)活潑金屬和活潑非金屬元素的原子互相接近時(shí)，前者失去電子形成正離子，后者得到電子形成負(fù)離子。正、負(fù)離子通過靜電相互作用結(jié)合成離子型化合物。 離子鍵的本質(zhì) 異號(hào)離子之間的靜電引力。 離子鍵的特征 沒有方向性 沒有飽和性 首頁 上一頁 下一頁 末頁 55 正離子的電子構(gòu)型 某些主族元素和副族高價(jià)態(tài)正離子 ,如 Na+, Al3+, Sc3+,Ti4+等。 8電子構(gòu)型 ——ns2np6 18電子構(gòu)型 ——ns2np6nd10 P區(qū)長(zhǎng)周期 族數(shù)價(jià) 正離子，如 Ga3+、 Sn4+等； ds區(qū)元素的 族數(shù)價(jià) 離子，如 Ag+, Zn2+等。 18 + 2 電子構(gòu)型 ——(n1)s2p6d10 ns2 p區(qū)長(zhǎng)周期元素的低價(jià)態(tài)離子，如 Pb2+, Bi3+等。 917電子構(gòu)型 ——ns2np6nd19 d區(qū)元素低價(jià)離子 ,如 Fe3+, Mn2+, Ni2+等 ds區(qū)高于族數(shù)價(jià)離子。如 Cu2+， Au3+等 2電子構(gòu)型 ——1s2 第二周期元素的高價(jià)離子，如 Li+, Be2+。 首頁 上一頁 下一頁 末頁 56 2 金屬鍵 金屬的電離能較小，最外層的價(jià)電子容易脫離原子的束縛而形成自由電子。金屬離子緊密堆積。所有自由電子在整個(gè)堆積體間自由運(yùn)動(dòng)，形成 金屬鍵 。 立心 面心 體心 圖 金屬離子緊密堆積方式 金屬鍵的特點(diǎn)： 金屬鍵的本質(zhì)： 金屬離子與自由電子之間的庫侖引力。 沒有方向性 沒有飽和性 首頁 上一頁 下一頁 末頁 57 3 共價(jià)鍵 共價(jià)鍵是兩個(gè)原子 共用 成鍵電子對(duì) 形成的，成鍵電子對(duì)可以由兩個(gè)原子 共同提供 ，也可以由一個(gè)原子單獨(dú)提供 （后者習(xí)慣上稱為 配位鍵 ） 同種非金屬元素或電負(fù)性相差不大的元素之間可以形成共價(jià)鍵。當(dāng)由兩個(gè)原子共同提供一對(duì)電子時(shí)，這對(duì)電子的自旋方向必須相反，同時(shí)這兩個(gè)電子的原子軌道發(fā)生最大程度的重疊，在兩個(gè)原子核間形成密集的電子云。 + + + 成鍵 + + 不成鍵 圖 p軌道共價(jià)鍵形成示意圖 首頁 上一頁 下一頁 末頁 58 共價(jià)鍵的特性 共價(jià)鍵具有方向性 + + + + + 除 s 軌道外，其它原子軌道均有方向性，要取得最大程度的重疊，成鍵的兩個(gè)軌道必須在有利的方向上。 共價(jià)鍵具有飽和性 共價(jià)鍵的數(shù)目取決于成鍵原子所擁有的未成對(duì)電子的數(shù)目。 + 圖 共價(jià)鍵方向性 圖 共價(jià)鍵飽和性 共價(jià)鍵理論 價(jià)鍵理論 和 分子軌道理論 。 首頁 上一頁 下一頁 末頁 59 4 價(jià)鍵理論 兩個(gè)原子軌道重疊后，使兩核間電子密度增大，加強(qiáng)了對(duì)原子核的吸引，系統(tǒng)能量降低而形成穩(wěn)定分子。形成共價(jià)鍵的條件為： ? 形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子軌道的 對(duì)稱性必須匹配 ? 形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子軌道獲得 最大程度的重疊 。 一個(gè)原子可以與多個(gè)其它原子成鍵，一個(gè)原子可以形成的共價(jià)鍵的數(shù)目等于該原子的未成對(duì)電子數(shù)。 思考 ： H、 O原子最多可以形成的價(jià)鍵數(shù)目是多少？ H、 O原子的未成對(duì)電子分別為 1， 2，因此最多可以形成的價(jià)鍵數(shù)目是 1和 2。 首頁 上一頁 下一頁 末頁 60 ?鍵和 ?鍵 根據(jù)原子軌道不同的疊合方式，共價(jià)鍵可以分為 ?鍵 和 ?鍵等。 ?鍵 ——原子軌道為鍵軸圓柱形對(duì)稱 ，即原子軌道以“ 頭碰頭 ”方式重疊。 s軌道總形成 ?鍵， p軌道間只形成一個(gè) ?鍵。 ?鍵 ——原子軌道只有垂直于鍵軸的鏡面反對(duì)稱 ，即原子軌道以 “ 肩并肩 ” 方式重疊。 ?鍵中原子軌道的重疊程度較小，因此 ?鍵的強(qiáng)度一般不及 ?鍵。 ?鍵 ?鍵 圖 ?鍵和 ?鍵 首頁 上一頁 下一頁 末頁 61 σ鍵： 原子軌道沿核間聯(lián)線方向進(jìn)行同號(hào)重疊 (頭碰頭 )。 首頁 上一頁 下一頁 末頁 62 π鍵： 兩原子軌道垂直核間聯(lián)線并相互平行進(jìn)行同號(hào)重疊 (肩并肩 )。 首頁 上一頁 下一頁 末頁 63 共價(jià)數(shù) 一個(gè)原子所能形成的共價(jià)單鍵的數(shù)目稱為 共價(jià)數(shù) ，與該原子的未成對(duì)電子數(shù)目密切相關(guān)。 例 分析 H2中的 H、 NH3中的 H、 H2O2中的 O的成鍵情況以及共價(jià)數(shù) 解 ： H2分子中的 H只能形成一個(gè) ?鍵，共價(jià)數(shù)為 1。 NH3中的 H也一樣 , N則有三個(gè)共價(jià)單鍵，故共價(jià)數(shù)為 3。 H2O2分子中的 O原子有兩個(gè)未成對(duì)電子的 2p軌道，兩個(gè) O原子之間形成一個(gè) ?鍵， 每個(gè) O原子與 H原子各形成一個(gè) ?鍵 ，因此 O原子的共價(jià)數(shù)為 2。 H H N H H H O O H H H NH H2O2的成鍵情況 首頁 上一頁 下一頁 末頁 64 價(jià)鍵理論的局限 問題 2： 如何認(rèn)識(shí)共價(jià)鍵的方向性與 H2O分子中兩個(gè)O—H鍵的鍵角為 ？ 兩個(gè)問題 問題 1： C原子的共價(jià)數(shù)與其原子結(jié)構(gòu)有矛盾嗎？ 根據(jù)共價(jià)鍵理論， C原子的外層原子軌道上有 4個(gè)電子， 2個(gè)在 2s軌道上，已成對(duì)， 2個(gè)平行占據(jù) 2p軌道的電子未成對(duì)，共價(jià)