第1章原子结构与键合教案

第1章原子结构与键合

决定材料性能的最根本的因素是组成材料的各元素的原子结构，原子间的相互作用、相互结合，原子或分子在空间的排列分布和运动规律以及原子集合体的形貌特征等。为此，我们需要了解材料的微观构造，即其内部结构和组织状态，以便从其内部的矛盾性找出改善和发展材料的途径。

1.1 原子结构

1.1.1 物质的组成

一切物质都是由无数微粒按一定的方式聚集而成的。这些微粒可能是分子、原子或离子。原子结构直接影响原子间的结合方式。

1.1.2 原子的结构

近代科学实验证明：原子是由质子和中子组成的原子核，以及核外的电子所构成的。

原子的体积很小，直径约为10-10m数量级，而其原子核直径更小，仅为10-15m数量级。然而，原子的质量恰主要集中在原子核内。因为每个质子和中子的质量大致为1.67X10-24g，而电子的质量约为9.11X10-28g，仅为质子的1/1836。

1.1.3 原子的电子结构

图为镁(原子序数12)原子结构中K,L和M量子壳层的电子分布状况.

从内到外，依次为K壳层(n=1),L壳层(n=2),M壳层(n=3).

1).主量子数n:决定原子中电子能量以及与核的平均距离，即电子所处的量子壳层。

2).轨道角量子数li:给出电子在同一量子壳层内所处的能级（电子亚层）。

3).磁量子数mi:给出每个轨道角动量量子数的能级数或轨道数。

4).自旋角量子数si:反映电子不同的自旋方向。

描述原子中一个电子的空间位置和能量可用四个量子数表示。

多电子的原子中，核外电子的排布规律遵循三原则，即能量最低原理、Pauli不相容原理和Hund规则。

1.1.4 元素周期表

具有相同核电荷数的同一类原子为一种元素。

元素周期表是元素周期律的具体表现形式，它反映了元素之间相互联系的规律，元素在周期表中的位置反映了那个元素的原子结构和一定的性质。

1.2 原子间的键合

1.2.1 金属键

金属中的自由电子和金属正离子相互作用所构成键合称为金属键。金属键的基本特点是电子的共有化。

金属键既无饱和性又无方向性，因而每个原子有可能同更多的原子相结合，并趋于形成低能量的密堆结构。当金属受力变形而改变原子之间的相互位置时，不至于使金属键破坏，这就使金属具有良好延展性，并且，由于自由电子的存在，金属一般都具有良好的导电和导热性能。

1.2.2 离子键

大多数盐类、碱类和金属氧化物主要以离子键的方式结合。离子键键合的基本特点是以离子而不是以原子为结合单元。

一般离子晶体中正负离子静电引力较强，结合牢固。因此。其熔点和硬度均较高。另外，在离子晶体中很难产生自由运动的电子，因此，它们都是良好的电绝缘体。但当处在高温熔融状态时，正负离子在外电场作用下可以自由运动，即呈现离子导电性。

1.2.3 共价键

图1.6 SiO2中硅和氧原子间的共价键示意图

两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键。共价键键合的基本特点是核外电子云达到最大的重叠，形成“共用电子对”，有确定的方位，且配位数较小。

共价键在亚金属（碳、硅、锡、锗等）、聚合物和无机非金属材料中均占有重要地位。共价键晶体中各个键之间都有确定的方位，配位数比较小。共价键的结合极为牢固，故共价晶体具有结构稳定、熔点高、质硬脆等特点。共价形成的材料一般是绝缘体，其导电性能差。

1.2.4 范德华力

属物理键，系一种次价键，没有方向性和饱和性。比化学键的键能少1～2个数量级。不同的高分子聚合物有不同的性能，分子间的范德华力不同是一个重要因素。

1.2.5 氢键

是一种特殊的分子间作用力。它是由氢原子同时与两个电负性很大而原子半径较小的原子（Ｏ，Ｆ，Ｎ等）相结合而产生的具有比一般次价键大的键力，具有饱和性和方向性。氢键在高分子材料中特别重要。

1.3 高分子链

高分子结构包括高分子链结构和聚集态结构两方面。链结构又分近程结构和远程结构。近程结构属于化学结构，又称一级结构。远程结构又称二级结构，是指单个高分子的大小和形态、链的柔顺性及分子在各种环境中所采取的构象，下图是单个高分子的几种构象图。

1.3.1 高分子链的近程结构

1.3.1.1链结构单元的化学组成

单体通过聚合反应连接而成的链状分子，称为高分子链，下图是聚乙烯单体的链结构。高分子中的重复结构单元的数目称为聚合度。

1.3.1.2分子结构

一般高分子都是线性(如下图)的，分子链长可以蜷曲成团，也可以伸展成直线。分子链是蜷曲成团还是伸展成直线取决于分子本身的柔顺性和外部条件。线型高分子的分子间没有化学键结合，在受热或受力情况下分子间可互相滑移，所以线型高分子可以溶解，加热时可以熔融，易于加工成型。

1.3.1.3共聚物的结构

由两种或两种以上单体单元所组成的高分子称为共聚物。不同的共聚物结构，对材料性能的影响也各不相同。聚乙烯、聚丙烯均为塑料，而丙烯含量较高的乙烯－丙烯无规共聚的产物则为橡胶。有时为了改善高分子的某种使用性能，往往采用几种单体进行共聚的方法，

使产物兼有几种均聚物的优点。例如ABS树脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，它兼具有三种组分的特性。

1.3.1.4高分子链的构型

图1.13 聚丙烯的立体构型图1.14 聚丙烯螺旋形链的排列

链的构型是指分子中由化学键所固定的几何排列，这种排列是稳定的，要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。构型不同的异构体有旋光异构和几何异构两种。

1.3.2 高分子链的远程结构

1.3.

2.1高分子的大小

高分子的相对分子质量不是均一的，它实际上是由结构相同、组成相同但相对分子质量大小不同的同系高分子的混合物聚集而成。低聚物转向高分子时，强度有规律地增大。但增长到一定的相对分子质量后，这种依赖性又变得不明显了，强度逐渐趋于一极限值。

高分子的平均相对分子质量是将大小不等的高分子的相对分子质量进行统计平均所得的平均值来表征的。

例如数均相对分子质量Mn和重均相对分子质量Mw等。

高分子的相对分子质量是非常重要的参数。它不仅影响高分子溶液和溶体的流变性质，而且对高分子的力学性能，例如强度、弹性、韧性等起决定性的作用。随着相对分子质量的增大，分子间的范德华作用力增大，分子间不易滑移，相当于分子间形成了物理交联点。所以由低聚物转向高分子时，强度有规律地增大。

1.3.

2.2高分子的内旋转构象

单键是由ó电子组成，线型高分子链中含有成千上万个ó键。由于分子上非键合原子之间的相互作用，内旋转一般是受阻的，即旋转时需要消耗一定的能量。高分子链的内旋转也像低分子一样，因受链上的原子或基团的影响不是完全自由的。它既表现出一定的柔性，又表现出一定的刚性。

以乙烷分子内旋转势能u对内旋转角Φ作图，可以得到内旋转位能曲线，见图1.18。

其中△E是顺式构象与反式构象间的位能差，称为势垒。如果我们的视线在碳－碳键的方向，两个碳原子上的碳氢键重合时叫做顺式，其势能达到极大值；两个碳原子上的碳氢键相差60度时叫做反式，其在势能曲线上出现最低值，它所对应的分子中原子排布方式最稳定。从反式构象转动到顺式构象需要克服势垒。

这种由单键的内旋转所导致的不同构象的分子称为内旋转异构体。

1.3.

2.3影响高分子链柔性的主要因素

高分子链能够改变其构象的性质称为柔性。

a.主链结构的影响

主链结构对高分子链的刚柔性的影响起决定性的作用。

b.取代基的影响

取代基团的极性、取代基沿分子链排布的距离、取代基在主链上的对称性和取代基的体积等对高分子链的柔性均有影响。

c.交联的影响

原子结构 化学键

原子结构化学键 1．原子构成 (1)构成原子的微粒及作用 原子(A Z X) ?? ? ?? 原子核 ?? ? ?? 质子(Z个)——决定元素的种类 中子[(A－Z)个] 在质子数确定后 决定原子种类 同位素 核外电子(Z个)——最外层电子数决定元素的化学性质 (2)微粒之间的关系 ①原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数； ②质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)； ③阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数； ④阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。 (3)微粒符号周围数字的含义 (4)两种相对原子质量 ①原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与12C质量的 1 12的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。 ②元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如：A r(Cl)＝A r(35Cl)×a%＋A r(37Cl)×b%。 2．元素、核素、同位素 (1)元素、核素、同位素的概念及相互关系

(2)同位素的特征 ①同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大； ②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。 (3)氢元素的三种核素 1 H：名称为氕，不含中子； 1 2 H：用字母D表示，名称为氘或重氢； 1 3 H：用字母T表示，名称为氚或超重氢。 1 (4)几种重要核素的用途 核素235 U 14 6C 21H 31H 18 8O 92 用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子 问题思考 现有下列9种微粒：11H、21H、13 6C、14 6C、14 7N、5626Fe2＋、5626Fe3＋、16 8O2、16 8O3。按要求完成以下各题： (1)11H、21H分别是氢元素的一种________，它们互称为________。 (2)互为同素异形体的微粒是________。 (3)5626Fe2＋的中子数为________，核外电子数为_______________________________________。 (4)上述9种微粒中有________种核素，含有________种元素。 答案(1)核素同位素(2)16 8O2和16 8O3(3)3024 (4)7 5 原子结构与同位素的认识误区 (1)原子核内不一定都有中子，如11H。 (2)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－。 (3)核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3＋与Na＋、F－等，NH＋4与OH－等。 (4)不同的核素可能具有相同的质子数，如11H与31H；也可能具有相同的中子数，如14 6C与16 8O；也可能具有相同的质量数，如14 6C与14 7N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如11H与12 C。 6

原子结构-化学键-分子结构教学文案

原子结构、化学键、分子结构习题 1．判断下列叙述是否正确 （1）电子具有波粒二象性，故每个电子都既是粒子又是波。 （2）电子的波动性是大量电子运动表现出的统计性规律的结果。 （3）波函数ψ，即电子波的振幅。 （4）波函数Ψ，即原子轨道，是描述电子空间运动状态的数学函数式。 （1）?（2）√（3）?（4）√ 2. 用原子轨道光谱学符号表示下列各套量子数： (1) n =2, l = 1, m = –1 (2) n =4, l = 0, m =0 (3) n =5, l = 2, m =0 2 （1）2p (2) 4s (3) 5d 3. 假定有下列电子的各套量子数，指出哪几套不可能存在，并说明原因。 (1) 3,2,2,1/2 (2) 3,0,–1,1/2 (3) 2, 2, 2, 2 (4) 1, 0, 0, 0, (5) 2,–1,0, –2/1 (6) 2,0,–2,1/2 3. （1）存在，为3d 的一条轨道； (2) 当l=0时，m只能为0，或当m=±1时，l可以为2或1。 (3) 当l=2时，n应为≥3正整数，m s=+1/2或-1/2； 或n=2时l=0 m=0 m s=+1/2或-1/2； l=1 m=0或±1，m s=+1/2或-1/2; （4）m s=1/2或–1/2 ； （5）l不可能有负值； （6）当l=0时，m只能为0 4．指出下列各电子结构中，哪一种表示基态原子，哪一种表示激发态原子，哪一种表示是错误的? (1)1s22s2(2) 1s22s12d1(3) 1s22s12p2 (4) 1s22s22p13s1(5) 1s22s42p2(6) 1s22s22p63s23p63d1

【人教版】高中化学选修3知识点总结：第一章原子结构与性质

第一章原子结构与性质 课标要求 1.了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素的（1~36号）原子核外电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。 2.了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某种性质 3.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。 4.了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。 要点精讲 一.原子结构 1.能级与能层 2.原子轨道 3.原子核外电子排布规律 ⑴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右图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。

能级交错：由构造原理可知，电子先进入4s 轨道，后进入3d 轨道，这种现象叫能级交错。 说明：构造原理并不是说4s 能级比3d 能级能量低（实际上4s 能级比3d 能级能量高），而是指这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。也就是说，整个原子的能量不能机械地看做是各电子所处轨道的能量之和。 （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。 构造原理和能量最低原理是从整体角度考虑原子的能量高低，而不局限于某个能级。 （3）泡利（不相容）原理：基态多电子原子中，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4Be 2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23d0；半充满状态的有：7N 2s22p3、15P 3s23p3、24Cr 3d54s1、25Mn 3d54s2、33As 4s24p3；全充满状态的有10Ne 2s22p6、18Ar 3s23p6、29Cu 3d104s1、30Zn 3d104s2、36Kr 4s24p6。 4. 基态原子核外电子排布的表示方法 (1)电子排布式 ①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，例如K ：1s22s22p63s23p64s1。 ②为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以↑↓ ↑ ↓ ↓ ↓ ↑ ↑ ↑

原子结构和化学键知识点

寻找10电子微粒和18电子微粒 的方法 1．10电子微粒 2．18电子微粒 CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、CH3—OH…… 识记1－20号元素的特殊电子层 结构 (1)最外层有1个电子的元素：H、Li、Na、K； (2)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar； (3)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C； (4)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：O； (5)最外层电子数是内层电子总数一半的元素：Li、P； (6)最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：Ne； (7)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si； (8)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al； (9)电子层数是最外层电子数2倍的元素：Li、Ca； (10)最外层电子数是电子层数2倍的元素：He、C、S。 化学键与物质类别的关系以及对 物质性质的影响 1．化学键与物质类别的关系

(1)只含共价键的物质 ①同种非金属元素构成的单质，如I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。 ②不同种非金属元素构成的共价化合物，如HCl、NH3、SiO2、CS2等。 (2)只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CsCl、 K2O、NaH等。 (3)既含有离子键又含有共价键的物质，如Na2O2、CaC2、NH4Cl、NaOH、Na2SO4等。 (4)无化学键的物质：稀有气体，如氩气、氦气等。 2．离子化合物和共价化合物的判断方法 (1)根据化学键的类型判断 凡含有离子键的化合物，一定是离子化合物；只含有共价键的化合物，是共价化合物。 (2)根据化合物的类型来判断 大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物。 (3)根据化合物的性质来判断 熔点、沸点较低的化合物是共价化合物。熔化状态下能导电的化合物是离子化合物，如NaCl，不导电的化合物是共价化合物，如HCl。 3．化学键对物质性质的影响 (1)对物理性质的影响 金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高，就是因为其中的共价键很强，破坏时需消耗很多的能量。 NaCl等部分离子化合物，也有很强的离子键，故熔点也较高。 (2)对化学性质的影响 N2分子中有很强的共价键，故在通常状况下，N2很稳定，H2S、HI等分子中的共价键较弱，故它们受热时易分解。

原子结构与键合

原子结构与键合 一、决定材料性质最为本质的内在因素： 组成材料各元素原子结构：原子 原子间相互作用，相互结合：键合 原子或分子在空间的排列：晶体结构 原子集合体的形貌特征：显微组织 二、原子是化学变化中的最小微粒。 原子结构直接影响原子间的结合方式。 三、键的形成：在凝聚状态下，原子间距离十分接近，便产生了原子 间的作用力，使原子结合在一起，就形成了键。 键分为一次键和二次键： 一次键——结合力较强，包括离子键、共价键和金属键。 二次键——结合力较弱，包括范德华键和氢键。 混合键——对于大多数晶体而言，它们的键并不单纯属于上述五种中的某一种，而具有某种综合性。换言之，许多晶体存在混合键。 四、范德华力、氢键和共价键的对比

五、石墨（共价键、金属键和范德瓦尔斯力的混合键） 1. C原子的三个价电子组成sp2杂化轨道，分别与最近邻的三个C 原子形成三个共价键，在同一平面内互成120°，使碳原子形成六角平面网状结构。 2. 第四个价电子未参与杂化，自由的在整个层内活动，具有金属键的特点。（石墨是一种良导体，可做电极等） 3. 层与层之间以范德瓦尔斯力结合。（结合力弱，所以石墨质地疏松，在层与层之间可插入其它物质，制成石墨插层化合物）。 六、晶体、准晶，非晶体 晶体中原子的排列是有序的，即原子按某种特定方式在三维空间内呈周期性规则重复排列，有固定的熔点。而非晶体内部原子的排列是无序的。 准晶体，亦称为“准晶”，是一种介于晶体和非晶体之间的固体。准晶体具有与晶体相似的长程有序的原子排列；但是准晶体不具备晶体的平移对称性。 七、弥散强化 弥散强化——指一种通过在均匀材料中加入硬质颗粒的一种材料

专题20 原子结构与化学键(学生版)

1．（2019·江苏高考真题）反应NH 4Cl+NaNO 2NaCl+N 2↑+2H 2O 放热且产生气体，可用于冬天石油开 采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是 A ．中子数为18的氯原子：18 17Cl B ．N 2的结构式：N=N C ．Na +的结构示意图： D ．H 2O 的电子式： 2．（2019·上海高考真题）关于离子化合物NH 5（H 有正价和负价）下列说法正确的是（ ） A ．N 为+5价 B ．阴阳离子个数比是1:1 C ．阴离子为8电子稳定结构 D ．阳离子的电子数为11 3．（2018·北京高考真题）我国科研人员提出了由CO 2和CH 4转化为高附加值产品CH 3COOH 的催化反应 历程，该历程示意图如下所示。 下列说法不正确的是 A ．生成CH 3COOH 总反应的原子利用率为100% B ．CH 4→CH 3COOH 过程中，有C—H 键发生断裂 C ．①→②放出能量并形成了C—C 键 专题20 原子结构与化学键

D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 4．（2019·北京高考真题）2019年是元素周期表发表150周年，期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟（49In）等9种元素相对原子质量的新值，被采用为国际新标准。铟与铷（37Rb）同周期。下列说法不正确的是 A．In是第五周期第ⅢA族元素 B．11549In的中子数与电子数的差值为17 C．原子半径：In>Al D．碱性：In(OH)3>RbOH 5．（2018·江苏高考真题）用化学用语表示NH 3+ HCl NH4Cl中的相关微粒，其中正确的是（） N B．HCl 的电子式： A．中子数为8的氮原子：8 7 C．NH3的结构式：D．Cl?的结构示意图： 6．（2008·全国高考真题）下列各组给定原子序数的元素，不能形成原子数之比为1：1稳定化合物的是A．3和17B．1和8C．1和6D．7和12 7．（2013·海南高考真题）重水(D2O)是重要的核工业原料，下列说法错误的是 A．氘(D)原子核外有1个电子 B．1H与D互称同位素 C．H2O与D2O互称同素异形体 D．1H218O与D216O的相对分子质量相同 8．（2015·上海高考真题）中国科学技术名词审定委员会已确定第116号元素Lv的名称为鉝，关于核素293 116 Lv的叙述错误的是 A．原子序数为116B．中子数为177 C．核外电子数为116D．该元素的相对原子质量为293 9．（2015·上海高考真题）某晶体中含有极性键，关于该晶体的说法错误的是 A．不可能有很高的熔沸点B．不可能是单质 C．可能是有机物D．可能是离子晶体 10．（2016·上海高考真题）下列各组物质的熔点均与所含化学键的键能有关的是 A．CaO与CO2B．NaCl与HCl C．SiC与SiO2D．Cl2与I2

第1章原子结构与键合教案

第1章原子结构与键合 决定材料性能的最根本的因素是组成材料的各元素的原子结构，原子间的相互作用、相互结合，原子或分子在空间的排列分布和运动规律以及原子集合体的形貌特征等。为此，我们需要了解材料的微观构造，即其内部结构和组织状态，以便从其内部的矛盾性找出改善和发展材料的途径。 1.1 原子结构 1.1.1 物质的组成 一切物质都是由无数微粒按一定的方式聚集而成的。这些微粒可能是分子、原子或离子。原子结构直接影响原子间的结合方式。 1.1.2 原子的结构 近代科学实验证明：原子是由质子和中子组成的原子核，以及核外的电子所构成的。 原子的体积很小，直径约为10-10m数量级，而其原子核直径更小，仅为10-15m数量级。然而，原子的质量恰主要集中在原子核内。因为每个质子和中子的质量大致为1.67X10-24g，而电子的质量约为9.11X10-28g，仅为质子的1/1836。 1.1.3 原子的电子结构 图为镁(原子序数12)原子结构中K,L和M量子壳层的电子分布状况. 从内到外，依次为K壳层(n=1),L壳层(n=2),M壳层(n=3). 1).主量子数n:决定原子中电子能量以及与核的平均距离，即电子所处的量子壳层。 2).轨道角量子数li:给出电子在同一量子壳层内所处的能级（电子亚层）。

3).磁量子数mi:给出每个轨道角动量量子数的能级数或轨道数。 4).自旋角量子数si:反映电子不同的自旋方向。 描述原子中一个电子的空间位置和能量可用四个量子数表示。 多电子的原子中，核外电子的排布规律遵循三原则，即能量最低原理、Pauli不相容原理和Hund规则。 1.1.4 元素周期表 具有相同核电荷数的同一类原子为一种元素。 元素周期表是元素周期律的具体表现形式，它反映了元素之间相互联系的规律，元素在周期表中的位置反映了那个元素的原子结构和一定的性质。 1.2 原子间的键合 1.2.1 金属键 金属中的自由电子和金属正离子相互作用所构成键合称为金属键。金属键的基本特点是电子的共有化。 金属键既无饱和性又无方向性，因而每个原子有可能同更多的原子相结合，并趋于形成低能量的密堆结构。当金属受力变形而改变原子之间的相互位置时，不至于使金属键破坏，这就使金属具有良好延展性，并且，由于自由电子的存在，金属一般都具有良好的导电和导热性能。 1.2.2 离子键

原子结构与结合键习题与答案

原子结构与结合键习题与答案 1. 原子中一个电子的空间位置和能量可用哪四个量子数来决定？ 2. 在多电子的原子中，核外电子的排布应遵循哪些个原则？ 3. 在元素周期表中，同一周期或同一主族元素原子结构有什么共同特点？从左到右或从上到下元素结构有什么区别？性质如何递变？ 4. 何谓同位素？为什么原子量不总为整数？ 5. 铬的原子序数为24，共有四种同位数：4.31%的Cr原子含有26个中子，83.76%含有28个中子，9.55%含有29个中子，且2.38%含有30个中子。试求铬的原子量。 6. 铜的原子序数为29，原子量为63.54，它共有两种同位素Cu63和Cu65，试求两种铜的同位素之含量百分比。 7. 铟的原子序数为49，除了4f亚层之外其它内部电子亚层均已填满。试从原子结构角度来确定铟的价电子数。 8. 铂的原子序数为78，它在5d亚层中只有9个电子，并且在5f层中没有电子，请问在Pt的6s亚层中有几个电子？ 9. 已知某元素原子序数为32，根据原子的电子结构知识，试指出它属于哪个周期？哪个族？并判断其金属性强弱。 10. 原子间的结合键共有几种？各自特点如何？ 11. 已知Si的原子量为28.09，若100g的Si中有5×1010个电子能自由运动，试计算：(a)能自由运动的电子占价电子总数的比例为多少？(b)必须破坏的共价键之比例为多少？ 12. S的化学行为有时象6价的元素，而有时却象4价元素。试解释S这种行为的原因。 13. 高分子链结构分为近程结构和远程结构。他们各自包括内容是什么？ 14. 按分子材料受热的表现分类可分为热塑性和热固性两大类，试从高分子链结构角度加以解释之。 15. 分别绘出甲烷(CH4)和乙烯(C2H4)之原子排列与键合。 16. 下图1-1绘出三类材料——金属、离子晶体和高分子材料之能量与距离关系曲线，试指出它们各代表何种材料。 图1-1 答案 5. M=00431×(24+26)+0.8376×(24+28)+0.0955×(24+29)+0.0238×(24+30)=52.0569 6. 73% (Cu63); 27% (Cu65) 7. 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p1 8. 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d96s1 11. a)5.833×10-15 b)1.168×10-14

第一章原子结构与键合

第一章原子结构与键合 1-1. 原子中一个电子的空间位置和能量可用哪4个量子数来决定？1-2. 在多电子的原子中，核外电子的排布应遵循哪些原则？ 1-3. 在元素周期表中，同一周期或同一主族元素原子结构有什么共同特点？从左到右或从上到下元素结构有什么区别？性质如何递变？ 1-4. 何谓同位素？为什么元素的相对原子质量不总为正整数？ 1-5. 铬的原子序数为24，它共有四种同位素：w(Cr)=4.31%的Cr原子含有26个中子，w(Cr)＝83.76%的Cr含有28个中子，w(Cr)＝9.55%的Cr含有29个中子，且w(Cr)＝2.38%的Cr含有30个中子。试求铬的相对原子质量。 1-6. 铜的原子序数为29，相对原子质量为63.54，它共有两种同位素Cu63和Cu65，试求两种铜的同位素之含量百分比。 1-7. 锡的原子序数为50，除了4f亚层之外,其它内部电子亚层均已填满。试从原子结构角度来确定锡的价电子数。 1-8. 铂的原子序数为78，它在5d亚层中只有9个电子，并且在5f层中没有电子，请问在Pt的6s亚层中有几个电子？ 1-9. 已知某元素原子序数为32，根据原子的电子结构知识，试指出它属于哪个周期？哪个族？并判断其金属性强弱。 1-10. 原子间的结合键共有几种？各自特点如何？ 1-11.图1-1绘出三类材料—金属、离子晶体和高分子材料之能量与距离关系曲线，试指出它们各代表何种材料。

图1－1 1-12.已知Si的相对原子质量为28.09，若100g的Si中有5×1010个电子能自由运动，试计算：(a)能自由运动的电子占价电子总数的比例为多少？(b)必须破坏的共价键之比例为多少？ 1-13. S的化学行为有时象6价的元素，而有时却象4价元素。试解释S这种行为的原因。 1-14. A和B元素之间键合中离子特性所占的百分比可近似的用下式表示： 这里x A和x B分别为A和B元素的电负性值。已知Ti、O、In和Sb 的电负性分别为1.5，3.5，1.7和1.9，试计算TiO2和InSb的IC%。1-15. Al2O3的密度为3.8g/cm3，试计算a)1mm3中存在多少原子？b)1g 中含有多少原子？ 1-16. 尽管HF的相对分子质量较低，请解释为什么HF的沸腾温度(19.4℃)要比HCl的沸腾温度(-85℃)高？ 1-17.高分子链结构分为近程结构和远程结构。他们各自包括内容是什么？ 1-18.高分子材料按受热的表现可分为热塑性和热固性两大类，试从高分子链结构角度加以解释。 1-19.分别绘出甲烷(CH4)和乙烯(C2H4)之原子排列与键合.

最新专题二：原子结构及化学键1

专题二、原子结构及化学键 1 2 考点一、原子 3 1、原子的构成 4 5 6 7 8 9 2、质量数= 10 考点二、原子结构与元素性质关系 11 （1） _____ 决定元素种类，_______ 决定同位素种类 12 （2）金属元素原子一般最外层电子数 ____4，因此易失电子;非金属原子一13 般最外层电子数_____4因此易得电子，稀有气体元素最外层电子数为 _____ 14 （氦为2）达到最大容量数，称为稳定结构，化学性质稳定。 考点三、元素、核素、同素异形体、同位素的比较 15

16 例、1、我国稀土资源丰富。下列有关稀土元素144 62Sm与150 62 Sm的说话正确的 17 是（）18 A.144 62Sm与150 62 Sm互为同位素 19 B.144 62Sm与150 62 Sm的质量数相同 20 C.144 62Sm与150 62 Sm是同一种核素 21 D..144 62Sm与150 62 Sm的核外电子电子数和中子数均为62 22 2、16O和18O是氧元素的两种核素，N A 表示阿伏伽德罗常数，下列说法正确的 23 是（） 24 A.16O和18O互为同分异构体 25 B.16O和18O核外电子排布方式不同 26 C.通过化学方法可以实现16O和18O间的相互转化 27 D.标准状况下，1.12L16O和1.12L18O均含有0.1N A 个氧原子 28 考点四、核外电子数29

30 例：A+、B+、C-、D、E五种粒子（分子或离子）中每个粒子均有10个电子已 31 知 32 A++C-=D+E B++C-=2D请回答： 33 （1）C-离子的电子式是 _____（2）具有相同空间构型的粒子是____和 ____ 34 （3）分别写出A+和D反应，B+和E反应的离子方程式______________________ 35 （4）出D、E外请再写出两种含有10个电子的分子的分子式 36 ______________________ 37 （5）除A+和B+外请再写出两种含有10个电子的阳离子 38 ______________________ 39 考点五、化学键 40 41 42 43 44 45 46 47

化学选修三第一章《原子结构与性质》知识点及全套练习题(含答案解析)

第一章原子结构与性质 一.原子结构 1、能级与能层 2、原子轨道 3、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右图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。 能级交错：由构造原理可知，电子先进入4s轨道，后进入3d轨道，这种现象叫能级交错。 （说明：构造原理并不是说4s能级比3d能级能量低（实际上4s能级比3d能级能量高），而是指这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。） （2）能量最低原理 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：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，这个规则叫洪特规则。比如，p3 的轨道式为，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4Be 2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23d0；半充满状态的有：7N 2s22p3、15P 3s23p3、24Cr 3d54s1、25Mn 3d54s2、33As 4s24p3；全充满状态的有10Ne 2s22p6、18Ar 3s23p6、29Cu 3d104s1、30Zn 3d104s2、36Kr 4s24p6。 4、基态原子核外电子排布的表示方法 （1）电子排布式 ①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，例如K ：1s22s22p63s23p64s1。 ②为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示，例如K ：[Ar]4s1。 （2）电子排布图(轨道表示式) 每个方框或圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。 如基态硫原子的轨道表示式为 二、原子结构与元素周期表 1、原子的电子构型与周期的关系 （1）每周期第一种元素的最外层电子的排布式为ns1。每周期结尾元素的最外层电子排布式除He 为1s2外，其余为ns2np6。He 核外只有2个电子，只有1个s 轨道，还未出现p 轨道，所以第一周期结尾元素的电子排布跟其他周期不同。 （2）一个能级组最多所容纳的电子数等于一个周期所包含的元素种类。但一个能级组不一定全部是能量相同的能级，而是能量相近的能级。 2、元素周期表的分区 （10根据核外电子排布 ①分区 ②各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点 ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑

人教版高中化学选修三教案-1.2 原子结构与元素的性质 第三课时

教案

(6) 元素电负性的应用 ①元素的电负性与元素的金属性和非金属性的关系 ②电负性与化合价的关系 ③判断化学键的类型 ○4对角线规则：元素周期中处于对角线位置的元素电负性数值相近，性质相似。 教学过程 教学步骤、内容 教学方法、手段、 师生活动 ［复习］1、什么是电离能？它与元素的金属性、非金属性有什么 关系？ 2、同周期元素、同主族元素的电离能变化有什么规律？ ［讲］元素相互化合，可理解为原子之间产生化学作用力，形象地 叫做化学键，原子中用于形成化学键的电子称为键合电子。电负性 的概念是由美国化学家鲍林提出的，用来描述不同元素的原子对键 合电子吸引力的大小(如图1—22)。电负性越大的原子，对键合电子 的吸引力越大。 ［投影］ ［板书］3、电负性 (1) 键合电子：元素相互化合时，原子中用于形成化学键的电子称 为键合电子 孤电子：元素相互化合时，元素的价电子中没有参加形成化学键的 电子的孤电子。 ［讲］用来表示当两个不同原子在形成化学键时吸引电子能力的相 对强弱。鲍林给电负性下的定义是“电负性是元素的原子在化合物 中吸引电子能力的标度”。

［板书］（2）定义：用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。 （3）意义：元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引电子的能力越强；反之，电负性越小，相应原子在化合物中吸引电子的能力越弱。 ［讲］鲍林利用实验数据进行了理论计算，以氟的电负性为4．0和锂的电负性为1。0作为相对标准，得出了各元素的电负性(稀有气体未计)，如图l—23所示。 ［板书］(4) 电负性大小的标准：以F的电负性为4.0和Li的电负性为1.0作为相对标准。 ［思考与交流］同周期元素、同主族元素电负性如何变化规律？如何理解这些规律？根据电负性大小，判断氧的非金属性与氯的非金属性哪个强？ ［讲］金属元素越容易失电子，对键合电子的吸引能力越小，电负性越小，其金属性越强；非金属元素越容易得电子，对键合电子的吸引能力越大，电负性越大，其非金属性越强；故可以用电负性来度量金属性与非金属性的强弱。周期表从左到右，元素的电负性逐渐变大；周期表从上到下，元素的电负性逐渐变小。 ［投影］ ［讲］同周期元素从左往右，电负性逐渐增大，表明金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。同主族元素从上往下，电负性逐渐减小，表明元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。

原子结构-化学键-分子结构

原子结构-化学键-分 子结构 https://www.sodocs.net/doc/6e18170376.html,work Information Technology Company.2020YEAR

原子结构、化学键、分子结构习题 1．判断下列叙述是否正确 （1）电子具有波粒二象性，故每个电子都既是粒子又是波。 （2）电子的波动性是大量电子运动表现出的统计性规律的结果。 （3）波函数，即电子波的振幅。 （4）波函数Ψ，即原子轨道，是描述电子空间运动状态的数学函数式。 （1）（2）（3）（4） 2. 用原子轨道光谱学符号表示下列各套量子数： (1) n =2, l = 1, m = –1 (2) n =4, l = 0, m =0 (3) n =5, l = 2, m =0 2 （1）2p (2) 4s (3) 5d 3. 假定有下列电子的各套量子数，指出哪几套不可能存在，并说明原因。 (1) 3,2,2,1/2 (2) 3,0,–1,1/2 (3) 2, 2, 2, 2 (4) 1, 0, 0, 0, (5) 2,–1,0, –2/1 (6) 2,0,–2,1/2 3. （1）存在，为3d 的一条轨道； (2) 当l=0时，m只能为0，或当m=±1时，l可以为2或1。 (3) 当l=2时，n应为≥3正整数，m s=+1/2或-1/2； 或n=2时l=0 m=0 m s=+1/2或-1/2； l=1 m=0或±1，m s=+1/2或-1/2; （4）m s=1/2或–1/2 ； （5）l不可能有负值； （6）当l=0时，m只能为0 4．指出下列各电子结构中，哪一种表示基态原子，哪一种表示激发态原子，哪一种表示是错误的? (1)1s22s2 (2) 1s22s12d1 (3) 1s22s12p2 (4) 1s22s22p13s1 (5) 1s22s42p2 (6) 1s22s22p63s23p63d1

材料科学基础习题原子结构与键合

《材料科学基础》第一章习题——原子结构与键合 一、作业题 1、原子间的结合键共有几种？各自的特点如何？ 2、图1-1中绘出3类材料——金属、离子晶体和高分子材料之能量与距离的关系曲线，试指出它们各代表何种材料。 3、A 和B 元素之间键合中离子特性所占的百分比可近似地用下式表示： %100]1[(%)2 )(25.0　?-=--B A x x e IC 式中A x 和B x 分别为A 和B 元素的电负性 值。已知Ti ，O ，In 和Sb 的电负性分别为1.5，3.5，1.7和1.9，试计算TiO 2和InSb 的IC （%）。 4、尽管HF 的相对分子质量较低，试解释：为什么HF 的沸腾温度（19.4℃）要比HCl 的沸腾温度（-85℃）高？ 5、与陶瓷材料相比，金属材料的导热导电性能优异、韧性塑性好，但熔点低，请从金属材料与陶瓷材料的键合特点加以分析，解释各自性能差异的根本原因。 6、高分子链结构分为近程结构和远程结构。他们各自包含的内容是什么？ 7、高分子材料按受热的表现可分为热塑性和热固性两大类，试从高分子链结构角度加以解释。 8、官能度的概念？要获得三维网状的高分子材料，其单体至少需要几个官能度？ 二、思考题（不用纸质版上交） （1）原子的结构包括哪几个部分？在了解LED 结构的基础上，从原子结构的角度讨论LED 荧光粉的发光原理。LED 交通信号灯中，红灯用荧光粉可能有哪些离子，绿灯用荧光粉可能有哪些离子？ （2）原子间的结合键共有几种？他们各自有何特点？分别列举一种常见的金属材料、无机非金属材料、高分子材料，比较其熔点、导电性、硬度、韧性、塑性等性能，从结合键角度来分析其宏观性能的差异。 （3）从结合键的角度讨论，为什么HF 的沸点比HCl 的沸点高？如果让你穿越到19世纪70-80年代，请你告诉爱迪生怎样选择白炽灯的灯丝材料，为什么钨是最合适的灯丝材料之一？ （4）高分子链结构分为近程结构和远程结构，他们各自包含的内容是什么？官能度的概念是什么，要获得三维网状的高分子材料，其单体至少需要几个官能度？ （5）高分子材料按受热的表现可分为热塑性和热固性两大类，试从高分子链结构角度加以解释。 E

高中化学-原子结构与化学键全面总结

专题六 原子结构与化学键 一.原子结构 原子定义：化学变化中的最小微粒。 1.原子结构和各微粒之间的数量关系（1）原子的构成 （2）各微粒间的数量关系A Z X 表示质量数为A、质子数为Z 的一个原子。①核电荷数=核内质子数=原子核外电子总数，②质量数（A）=质子数（Z）+中子数(N)，③离子所带电荷数=质子数-核外电子数。2.原子核外电子排布（1）电子层的意义 表示电子离原子核平均距离的大小， 电子层常常用n 表示，n 越小表示电子离原子核等越近；因为电子没有固定的运动轨迹，所以是一个概率平均距离。 （2）原子核外电子排布规律 ①每个电子层最多容纳2n2个电子， ②最外层电子数最多不超过8（K 层为最外层电子时，最多不超过2个） 1。最外层电子排满8个（He 为2个）形成稳定结构，该结构是稀有气体元素原子结构，不易得失电子，化学性质稳定， 2。最外层电子数小于4时易失去电子，表现出金属性， 3。最外层电子数大于4时易失去电子，表现出非金属性。 （3）次外层电子数最多不超过18个。 电子式是表示物质结构的一种式子，其写法是在 元素周围用“.”或“ × ”表示原子或离子的最外层电子，若为离子还需要用“n +”或“n -”（n 为正整数）表示离子所带电荷。 注意事项： 1.离子化合物中阴、阳离子个数比不是1:1时，要注意每一个离子都与带相反电荷的离子直接相邻， 2.写双原子分子的电子式时，要注意共用电子对的数目和表示方法， 具体方法如下： 三.化学键 1.概念：使离子相结合或原子相结合的作用力。 2.分类 3.离子键 （1）概念：带相反电荷离子之间的相互作用， （2）成键微粒：阴、阳离子，（3）成键实质：静电作用， （4）形成条件：活泼金属与活泼非金属化合时，一般形成离子键， （5）存在：所有离子化合物中都有离子键 4.共价键 （1）概念：原子间通过共用电子对所形成的相互作用， （2）成键微粒：原子， （3）成键实质：原子间形成共用电子对，电子对核的静电引力与核间、电子间的静电斥力达到平衡， （4）形成条件：同种或不同种非金属元素的原子相结合时，一般形成共价键， （5）共价键的分类 （6）共价键存在

材料科学基础第一章原子的结构与键合

第一章原子的结构与键合 决定材料性质最为本质的内在因素： .■组成材料各元素的原子结构； ,原子间的相互作用，相互结合; I原子或分子在空间的排列及运动规律， 原子集合体的形貌特征 物质是由原子组成----材料科学中，最为关心原子的电子结构 原子的电子结构一原子间键合本质 决定材料分类：金属陶瓷高分子 材料性能：物化力学 1.金属键(metallic bond) 自由电子---------- 金属正离子间 特点：电子共有化，无饱和性，无方向性。 可以解释金属的一些特征，如良好的导电、导热性，具有较高的强度和良好的延展性，具有金属光泽，正的电阻温度系数。 2.离子键(ionic bond) 金属正离子----- 非金属负离子之间 特点：以离子为结合单位，结合力较强，决定离子晶体结构的是正负离子电荷及几何因素，有较高的配位数，无方向性。 可以解释离子晶体的一些特征，如较高的熔点和硬度，固态时为良好的绝缘体而熔融态时具有良好的导电性。 3.共价键(covalent bond) 两个或多个原子间共用电子对 特点：以原子的形式共用电子对，具有饱和性和方向性，配位数较小、各键间都有确定方位。 可以解释共价晶体的一些特征，如结合极为牢固，结构稳定，熔点高，质硬而脆，导电性差。 4.氢键(hydroge n bond) 5.范德华力(Van Der Waals force) 金属中主要是金属键，还有其他键如：共价键、离子键 陶瓷化合物中出现离子键和金属键的混合 一些气体分子以共价键结合，而分子凝聚时依靠范德华力 聚合物的长链分子内部以共价键结合，链与链之间则为范德华力或氢键 ※^ 1 原子结构(Atomic Structure ) 1.1、物质的组成(Substanee Construction) 分子(Molecule):单独存在且能保存物质化学特性 dH2O=0.2nm M(H2)为 2 M(protein)为百万 原子(Atom): 化学变化中最小微粒 近代科学实验证明：原子是由质子和中子组成的原子核，以及核外的电子所构成的。 原子的体积很小，直径约为10-10m数量级，而其原子核直径更小，仅为10-15m数量级。然而，原子的质量恰主要集中在原子核内。因为每个质子和中子的质量大致为 1.67X10-24g,而电子的质量约为9.11X10-g,仅为质子的1/1836。 描述原子中一个电子的空间和能量，可用四个量子数( qua ntum nu mbers) 表示 (1)主量子数n： 它规定了核外电子离核的远近和能量的高低。n取正整数1，2，3，4等。 n值越大，表示电子离原子核越远，能量越高。反之n越小，则电子离核越近，能量越低。 这也相当于把核外电子分为不同的电子层，凡n相同的电子属于同一层。习惯用K,L,M,N,O,P来代表n=1 , 2, 3,4, 5, 6的电子层。 (2)轨道角动量量子数li 描述的是电子在原子核外出现的几率密度随空间角度的变化，即决定原子轨道或电子云的形状。

原子结构与化学键

2012年高考化学试题分类解析专题07 原子结构与化学键 1.（2012大纲版，6）下列关于化学键的叙述，正确的是 A．离子化合物中一定含有离子键 B．单质分子中均不存在化学键 C．含有极性键的分子一定是极性分子 D．含有共价键的化合物一定是共价化合物 【答案】A 【解析】本题考查物质结构中化学键的分类,意在考查考生对各类物质中存在的化学键类型的理解、判断能力。选项B，O2、Cl2等单质分子间存在共价键;选项C,含有极性键的分子不一定是极性分子,如CH4、CS2等;选项D,含有共价键的化合物不一定是共价化合物,如NaOH 等。 2.（2012上海，6）元素周期表中铋元素的数据见右图，下列说法正确的是 A．Bi元素的质量数是209 B．Bi元素的相对原子质量是209.0 C．Bi原于6p亚层有一个未成对电子 D．Bi原子最外层有5个能量相同的电子 【答案】B 【解析】本题考查元素周期表与原子结构,意在考查考生接受、吸收、整合化学信息的能力。质量数是针对某一种核素而言的,选项A错误;Bi原子6p亚层中的3个电子分别占据3个轨道,故有三个未成对电子,选项C错误;Bi原子最外层6p亚层中的3个电子的能量略高于6s 亚层中的2个电子的能量,选项D错误。 3.（2012山东，9）下列关于原子结构、元素性质的说法正确的是 A. 非金属元素组成的化合物中只含共价键 B. ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素 C. 同种元素的原子均有相同的质子数和中子数 D. ⅦA族元素的阴离子还原性越强, 其最高价氧化物对应水化物的酸性越强 【答案】B 【解析】本题考查原子结构、元素性质,意在考查考生对原子结构和元素性质关系的理解能力。选项A, NH4Cl全部由非金属元素组成,但含有离子键和共价键,错误;选项B, 同周期元素从左到右金属性逐渐减弱,各周期中ⅠA族元素的金属性最强,正确;选项C, 同种元素的原子的质子数相同,但中子数不同,错误;选项D, ⅦA族元素的阴离子还原性越强,则元素的非金属性越弱,其最高价氧化物对应水化物的酸性越弱,错误。 4.（2012天津，3）下列叙述正确的是 A．乙酸与丙二酸互为同系物 B．不同元素的原子构成的分子只含极性共价键 C．235 92U和 238 92U是中子数不同质子数相同的同种核素