高中化學選修三全套課件

原 子 結 構 與 性 質 分 子 結 構 與 性 質 晶 體 結 構 與 性 質 原 子 結 構原 子 結 構 與 元 素 的 性 質 共 價 鍵 分 子 的 立 體 結 構 分 子 的 性 質 晶 體 的 常 識 分 子 晶 體 與 原 子 晶 體 金 屬 晶 體 離 子 晶 體 一 、 開 天 辟 地 原 子 的 誕 生 1、 原 子 的 誕 生 宇 宙 大 爆 炸 2小 時 ： 大 量 氫 原 子 、 少 量 氦 原 子 極 少 量 鋰 原 子 140億 年 后 的 今 天 ： 氫 原 子 占 88.6% 氦 原 子 為 氫 原 子 數 1/8 其 他 原 子 總 數 不 到 1% 99.7% 2、 地 球 中 的 元 素 絕 大 多 數 為 金 屬 元 素 包 括 稀 有 氣 體 在 內 的 非 金 屬 僅 22種 地 殼 中 含 量 在 前 五 位 ： O、 Si、 Al、 Fe、 Ca 3、 原 子 的 認 識 過 程 古 希 臘 哲 學 家 留 基 伯 和 德 謨 克 立 特 思 辨 精 神 原 子 ： 源 自 古 希 臘 語 Atom， 不 可 再 分 的 微 粒 1803年 道 爾 頓 （ 英 ）原 子 是 微 小 的 不 可 分 割 的 實 心 球 體 1897年 ， 英 國 科 學 家 湯 姆 生 棗 糕 模 型 1911年 ， 英 國 物 理 學 家 盧 瑟 福電 子 繞 核 旋 轉 的 原 子 結 構 模 型 1913年 ， 丹 麥 科 學 家 玻 爾行 星 軌 道 的 原 子 結 構 模 型 1926年 ， 奧 地 利 物 理 學 家 薛 定 諤 等以 量 子 力 學 為 基 礎 提 出 電 子 云 模 型 原 子 原 子 核核 外 電 子 質 子中 子（ 正 電 ）不 顯電 性 （ 負 電 ） （ 正 電 ）（ 不 帶 電 ）分 層 排 布與 物 質 化 學 性 質 密 切 相 關 二 、 能 層 與 能 級1、 能 層 電 子 層 能 層 名 稱 能 層 符 號 一 二 三 四 五 六 七 K L M N O P Q 從 K至 Q ， 能 層 離 核 越 遠 ， 能 層 能 量 越 大每 層 最 多 容 納 電 子 的 數 量 ： 2n2 2、 能 級 同 一 個 能 層 中 電 子 的 能 量 相 同 的 電 子 亞 層 能 級 名 稱 ： s、 p、 d、 f、 g、 h 能 級 符 號 ： ns、 np、 nd、 nf n代 表 能 層 能 層 : 一 二 三 四 K L M N 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 能 級 ： 最 多 容 納 電 子 的 數 量 s:2 p:6 d:10 f:14 3、 注 意 問 題 能 層 與 能 級 的 關 系 每 一 能 層 的 能 級 從 s開 始 ， s,p,d,f 能 層 中 能 級 的 數 量 不 超 過 能 層 的 序 數 能 量 關 系 EK EL EM EN Ens Enp End Enf Ens E(n+1) s E(n+2) s E(n+3) s E np E(n+1)p E(n+2)p E(n+3)p 能 層 K L M N能 級 能 級電 子數能 層電 子數 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 2 2 2 2 6 6 6 10 10 14 2 2n2 8 18 32 2n2 2n2 2n2 三 、 構 造 原 理 與 電 子 排 布 式 1、 構 造 原 理 多 電 子 基 態(tài) 原 子 的 電 子 按 能 級 交 錯 的 形 式 排 布 電 子 排 布 順 序 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 2、 電 子 排 布 式 例 ： 寫 出 Zn的 電 子 排 布 式 Zn為 30號 元 素 ， 電 子 共 30個 依 據 構 造 原 理 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 書 寫 時 ： 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 寫 出 K Ca Ti Co Ga Kr Br的 電 子 排 布 式 電 子 排 布 式 Zn： 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 Ar 簡化 Zn： Ar 3d10 4s2 簡 化 電 子 排 布 式 寫 出 K Ca Ti Co Ga Kr Br的 簡 化 電 子 排 布 式 價 層 電 子 ： 主 族 、 0族 元 素 最 外 層 副 族 、 族 最 外 層 和 次 外 層 特 殊 規(guī) 則 例 ： 寫 出 Cr和 Cu的 電 子 排 布 式 全 滿 規(guī) 則 半 滿 規(guī) 則 四 、 電 子 云 與 原 子 軌 道 1、 電 子 云 薛 定 諤 等 以 量 子 力 學 為 基 礎 處 于 一 定 空 間 運 動 狀 態(tài) 的 電 子 在 原 子 核 外 空間 的 概 率 密 度 分 布 的 形 象 化 描 述小 黑 點 ： 概 率 密 度 單 位 體 積 內 出 現 的 概 率 小 黑 點 越 密 概 率 密 度 越 大 電 子 云 小 黑 點 不 是 電 子 ！ 電 子 云 輪 廓 圖 電 子 出 現 的 概 率 約 為 90%的 空 間 即 精 簡 版 電 子 云 電 子 云 輪 廓 圖 特 點 a.形 狀 nd能 級 的 電 子 云 輪 廓 圖 ： 多 紡 錘 形 ns能 級 的 電 子 云 輪 廓 圖 ： 球 形 np能 級 的 電 子 云 輪 廓 圖 ： 雙 紡 錘 形 b.電 子 云 擴 展 程 度 同 類 電 子 云 能 層 序 數 n越 大 ， 電 子 能 量 越 大 ， 活 動 范 圍 越 大 電 子 云 越 向 外 擴 張 2、 原 子 軌 道 電 子 在 原 子 核 外 的 一 個 空 間 運 動 狀 態(tài) 定 義 原 子 軌 道 與 能 級 ns能 級 ns軌 道np能 級 npx軌 道 npy軌 道 npz軌 道 nd能 級 ndz2軌 道 ndx2y2軌 道 ndxy軌 道 ndxz軌 道 ndyz軌 道 同 一 能 級 中 的 軌 道 能 量 相 等 ， 稱 為 簡 并 軌 道 簡并軌道 原 子 軌 道 的 電 子 云 輪 廓 圖 s軌 道 的 電 子 云 輪 廓 圖npx軌 道 電子 云 輪 廓 圖 npy軌 道 電子 云 輪 廓 圖 npz軌 道 電子 云 輪 廓 圖 nd軌 道 電 子 云 輪 廓 圖 五 、 泡 利 原 理 和 洪 特 規(guī) 則 核 外 電 子 的 基 本 特 征能 層 能 級 軌 道 自 旋 公 轉 自 轉 大 范 圍 小 范 圍 磁 量 子 數 自 旋 量 子 數 主 量 子 數 角 量 子 數 量子化描述 1、 泡 利 原 理 每 個 軌 道 最 多 只 能 容 納 2個 電 子 且 它 們 的 自 旋 方 向 相 反 2、 洪 特 規(guī) 則 電 子 總 是 優(yōu) 先 單 獨 地 占 據 簡 并 軌 道 且 它 們 的 自 旋 方 向 相 同 怎 么 填 填 多 少 3、 電 子 排 布 圖 例 ： 寫 出 O原 子 的 電 子 排 布 圖 O原 子 的 電 子 排 布 式 ： 1s2 2s2 2p41s2 2s2 2p4 原 子 結 構 的 表 示 方 法 原 子 結 構 示 意 圖 電 子 排 布 式 O原 子 ： 1s2 2s2 2p4電 子 排 布 圖 1s2 2s2 2p4O原 子 六 、 能 量 最 低 原 理 、 基 態(tài) 與 激 發(fā) 態(tài) 、 光 譜 1、 能 量 最 低 原 理 能 量 最 低 原 理 ： 原 子 電 子 排 布 遵 循 構 造 原 理 能 使 整 個 原 子 的 能 量 處 于 最 低 基 態(tài) 原 子 ： 遵 循 泡 利 原 理 、 洪 特 規(guī) 則 、 能 量 最 低 原 理 的 原 子 2、 基 態(tài) 原 子 基 態(tài) 原 子 吸 收 能 量 后 ， 電 子 發(fā) 生 躍 遷 變 為 激發(fā) 態(tài) 原 子 3、 光 譜 吸 收 光 譜 發(fā) 射 光 譜 光 亮 普 帶 上 的 孤 立 暗 線電 子 吸 收 能 量 躍 遷 時 產 生暗 背 景 下 的 孤 立 亮 線電 子 釋 放 能 量 躍 遷 時 產 生同 種 原 子 的 兩 種 光 譜 是 可 以 互 補 的 元 素 ： 具 有 相 同 核 電 荷 數 的 一 類 原 子 的 總 稱 核 素 ： 含 有 一 定 數 目 質 子 和 中 子 的 一 種 原 子 同 位 素 ： 質 子 數 相 同 中 子 數 不 同 的 同 一 種 元 素 的 不 同 原 子 核 電 荷 數 =核 內 質 子 數 =核 外 電 子 數 =原 子 序 數 質 量 數 A= 質 子 數 Z+ 中 子 數 N 一 、 原 子 結 構 與 元 素 周 期 表 1、 周 期 元 素 周 期 表 的 橫 行 特 點 同 周 期 元 素 電 子 層 數 相 同 同 周 期 元 素 從 左 至 右 原 子 依 次 序 數 遞 增 周 期 序 數 起 始 原 子 序 數 終 止 原 子 序 數 元 素 種 類短周期 一 1 2 2二 3 10 8三 11 18 8長周期 四 19 36 18五 37 54 18六 55 86 32七 87 118/112 32/26鑭 系 ： 57 71 錒 系 ： 89 103 第 七 周 期 也 稱 為 不 完 全 周 期 周 期 的 組 成 2、 族 元 素 周 期 表 的 縱 行 族 主 族 ： A結 尾 ， A A 副 族 ： B結 尾 ， B B， B， B 族 ： 0族 ： 主 族 元 素 族 序 數 原 子 最 外 層 電 子 數 特 點 ： 副 族 、 族 通 稱 過 渡 元 素 ， 過 渡 金 屬 一 些 族 的 別 名 7 71 1 16 3、 分 區(qū) s區(qū)p區(qū)d區(qū)ds區(qū)f區(qū) 按 最 后 填 入 電 子 所 屬 能 級 符 號ds區(qū) 除 外 A、 A 1、 2 兩 列 B B、 3 7、 8 10 八 列 B、 B 11、 12兩 列 A A、 O 13 17、 18 六 列 二 、 元 素 周 期 律 1、 原 子 半 徑 元 素 周 期 律 ： 元 素 的 性 質 隨 著 原 子 序 數的 遞 增 而 呈 周 期 性 的 變 化同 周 期 主 族 元 素 ： 從 左 至 右 原 子 半 徑 遞 減 同 主 族 元 素 ： 從 上 至 下 原 子 半 徑 遞 增 決 定 因 素 層 數 層 數 多 半 徑 大 電 子 間 斥 力 大核 電荷 數 核 電 荷 數 大 半 徑 小 正 負 電 荷間 引 力 大 電 子 層 結 構 相 同 的 離 子 原 子 序 數 小 的 半 徑 大 ！ 2、 電 離 能 第 一 電 離 能氣 態(tài) 電 中 性 基 態(tài) 原 子 失 去 一 個 電 子 轉化 為 氣 態(tài) 基 態(tài) 正 離 子 所 需 最 低 能 量 同 周 期 主 族 元 素 第 一 電 離 能 從 左 至 右 逐 漸 升 高 A、 A反 常 ！ 比 下 一 主 族 的 高 逐 級 電 離 能 利 用 逐 級 電 離 能 判 斷 化 合 價 3、 電 負 性 原 子 的 價 電 子 鍵 合 電 子 ： 參 與 化 學 鍵 形 成孤 對 電 子 ： 未 參 與 化 學 鍵 形 成不 同 元 素 的 原 子 對 鍵 合 電 子 吸 引 能 力電 負 性 越 大 ， 對 鍵 合 電 子 吸 引 能 力 越 大同 周 期 主 族 元 素 從 左 至 右 電 負 性 逐 漸 變 大同 主 族 元 素 從 上 至 下 電 負 性 逐 漸 變 小 電 負 性 電 負 性 應 用一 般 而 言金 屬 1.81.8左 右 的 既 有 金 屬 性 ， 又 有 非 金 屬 性 對 角 線 規(guī) 則 ： 元 素 周 期 表 中 的 某 些 主 族 元 素 其 某 些 性 質 與 右 下 角 元 素 相 似 4、 金 屬 性 與 非 金 屬 性 金 屬 性 ： 金 屬 單 質 的 還 原 性 非 金 屬 性 ： 非 金 屬 單 質 的 氧 化 性同 周 期 的 主 族 元 素 從 左 至 右 同 主 族 元 素 從 上 至 下 金 屬 性 減 弱 ， 非 金 屬 性 增 強 金 屬 性 增 強 ， 非 金 屬 性 減 弱 最 高 價 氧 化 物 對 應 水 化 物 最 高 價 氫 氧 化 物 堿 性 強 弱 最 高 價 氫 氧 化 物 堿 性 越 強 ， 金 屬 性 越 強 金 屬 性 強 弱 的 判 斷 依 據 跟 水 （ 酸 ） 反 應 置 換 出 氫 的 難 易 程 度 越 容 易 發(fā) 生 ， 金 屬 性 越 強 金 屬 活 動 性 順 序 普 通 原 電 池 正 負 極 單 質 與 鹽 溶 液 的 置 換 反 應 氣 態(tài) 氫 化 物 的 穩(wěn) 定 性 越 穩(wěn) 定 ， 非 金 屬 性 越 強 非 金 屬 性 強 弱 的 判 斷 依 據 最 高 價 氧 化 物 對 應 水 化 物 最 高 價 含 氧 酸酸 性 強 弱 酸 性 越 強 ， 非 金 屬 性 越 強 跟 氫 氣 化 合 生 成 氣 態(tài) 氫 化 物 的 難 易 程 度 越 易 反 應 ， 非 金 屬 性 越 強 5、 化 合 價 同 周 期 的 主 族 元 素 從 左 至 右 化 合 價 由 1 7， 4 0遞 增 主 族 元 素 族 序 數 最 高 正 價 價 電 子 數非 金 屬 最 低 負 化 合 價 主 族 元 素 族 序 數 8 F、 O 一 、 共 價 鍵 1、 化 學 鍵 及 其 分 類 相 鄰 原 子 或 離 子 之 間 強 烈 的 相 互 作 用按 成 鍵 方 式 分 為 ： 金 屬 鍵 共 價 鍵 離 子 鍵 金 屬 晶 體 分 子 晶 體 離 子 晶 體 共 用 電 子 對（ 兩 單 個 電 子 形 成 一 對 電 子 ） 2、 共 價 鍵 共 價 鍵 ： 分 子 內 原 子 間 通 過 共 用電 子 對 形 成 的 相 互 作 用 作 用本 質 ： 分 子 內 原 子 之 間 發(fā) 生 ： 于 絕 大 多 數 物 質 中酸 、 堿 、 鹽 、 非 金 屬 氧 化 物氫 化 物 、 有 機 物 、 非 金 屬 單 質 存 在 ： 3、 共 價 鍵 分 類 按 共 用 電 子 對 的 偏 移 極 性 共 價 鍵 非 極 性 共價 鍵 不 同 原 子 成 鍵同 種 原 子 成 鍵按 成 鍵 方 式 鍵鍵按 電 子 云重 疊 方 式 4、 鍵 兩 個 原 子 軌 道 沿 鍵 軸 方 向以 “ 頭 碰 頭 ” 的 方 式 重 疊 定 義 ： H H HH HH H Cl ClH 類 型 特 點 s-s 鍵s-p 鍵p-p 鍵 HH HH ClH 例 ： H2例 ： HCl例 ： Cl2可 繞 鍵 軸 旋 轉重 疊 程 度 大 ， 穩(wěn) 定 性 高頭 碰 頭 軸 對 稱 5、 鍵 兩 個 原 子 軌 道 以 平 行即 “ 肩 并 肩 ” 方 式 重 疊 定 義 ： 類 型 特 點 d-p 鍵p-p 鍵 例 ： 金 屬 配 合 物 不 能 旋 轉 重 疊 程 度 較 小 ， 穩(wěn) 定 性 較 差 肩 并 肩 鏡 面 對 稱 例 ： CH2=CH2 鍵 型項 目 鍵 鍵成 鍵 方 向電 子 云 形 狀牢 固 程 度成 鍵 判 斷 規(guī)律 沿 軸 方 向 “ 頭 碰 頭 ” 平 行 方 向 “ 肩 并 肩 ” 軸 對 稱 鏡 像 對 稱強 度 大 ， 不 易 斷 強 度 較 小 ， 易 斷單 鍵 是 鍵 ， 雙 鍵 中 一 個 鍵 ， 另一 個 是 鍵 ， 共 價 三 鍵 中 一 個 是 鍵 ，另 兩 個 為 鍵 。 共 價 鍵 特 征 飽 和 性共 價 鍵 類 型（ 按 電 子 云重 疊 方 式 分 ） 鍵鍵 s-ss-pp-p方 向 性 p-pd-p 頭 碰 頭 軸 對 稱 肩 并 肩 鏡 面 對 稱 二 、 鍵 參 數 鍵 能 、 鍵 長 與 鍵 角 1、 鍵 能 失 去 電 子吸 引 電 子 斷 鍵 成 鍵 吸 收 能 量 釋 放 能 量 氣 態(tài) 基 態(tài) 原 子 形 成 1mol 化 學 鍵 釋 放 的 最 低 能 量 定 義 ： 單 位 ： kJmol-1 釋 放 能 量 ， 取 正 值 鍵 能 越 大 ， 鍵 越 牢 固 ， 分 子 越 穩(wěn) 定 意 義 ： 觀 察 表 2-1 某 些 共 價 鍵 的 鍵 能 結 論 ： 同 種 元 素 形 成 的 共 價 鍵 的 鍵 能 ： 單 鍵 雙 鍵 鍵 鍵 能 2、 鍵 長 形 成 共 價 鍵 的 兩 個 原 子 間 的 核 間 距 定 義 ： 共 價 半 徑 ： 同 種 原 子 的 共 價 鍵 鍵 長 的 一 半 稀 有 氣 體 為 單 原 子 分 子 ， 無 共 價 半 徑 意 義 ： 鍵 長 越 短 ， 鍵 能 越 大 ， 分 子 越 穩(wěn) 定 觀 察 表 2-2 某 些 共 價 鍵 的 鍵 能 結 論 ： 同 種 元 素 間 形 成 的 共 價 鍵 的 鍵 長 ： 單 鍵 雙 鍵 叁 鍵 3、 鍵 角 定 義 ： 兩 個 共 價 鍵 之 間 的 夾 角 CH 4 CCl4 109 28 NH3107 18 H2O 105 CO2 180 常 見 鍵 角 ： 共 價 鍵 的 方 向 性 鍵 能 鍵 長 鍵 角 衡 量 共 價 鍵 的 穩(wěn) 定 性 描 述 分 子 的 立 體 結 構 三 、 等 電 子 原 理 1、 定 義 ： 注 意 ： 有 時 將 原 子 總 數 、 價 電 子 總 數 相 同 的 離 子 也 認 為 是 等 電 子 體 原 子 總 數 相 同 、 價 電 子 總 數 相 同 的 分 子 2、 特 點 ： 具 有 相 似 的 化 學 鍵 特 征許 多 性 質 是 相 近 的 3、 常 見 等 電 子 微 粒 ： 10e 、 18e 一 、 形 形 色 色 的 分 子 1、 三 原 子 分 子 的 空 間 結 構 2、 四 原 子 分 子 的 空 間 結 構 3、 五 原 子 分 子 的 空 間 結 構 直 線 型 ： V型 ： CO2、 HCNH2O、 SO2 平 面 三 角 型 ： 三 角 錐 型 ： SO3、 HCHONH3 四 面 體 ： CCl 4、 CH4 其 它 等 二 、 價 層 電 子 對 互 斥 （ VSEPR） 理 論 （ Valence Shell Electron Pair Repulsion ） 共 價 分 子 中 ， 中 心 原 子 周 圍 電 子 對 排 布 的幾 何 構 型 主 要 取 決 于 中 心 原 子 的 價 層 電 子對 的 數 目 。 價 層 電 子 對 各 自 占 據 的 位 置 傾向 于 彼 此 分 離 得 盡 可 能 的 遠 ， 此 時 電 子 對之 間 的 斥 力 最 小 ， 整 個 分 子 最 穩(wěn) 定 。 1、 理 論 要 點 價 層 電 子 對 包 括 成 鍵 的 電 子 對 和 孤 電 子 對不 包 括 成 鍵 的 電 子 對 ！ 2、 價 層 電 子 對 數 計 算 確 定 中 心 原 子 價 層 電 子 對 數 目 價 電 子 數 出 現 奇 數 時 ， 單 電 子 當 作 電 子 對 看 待 價 層 電子 對 數 (中 心 原 子 價 電 子 數 結 合 原 子 數 )/2 配 位 原 子 數 孤 電 子 對 數 鍵 電 子 對 數 孤 電 子 對 數 O、 S為 結 合 原 子 時 ， 按 “ 0 ” 計 算 N為 結 合 原 子 時 ， 按 “ - 1 ” 計 算 離 子 計 算 價 電 子 對 數 目 時 ， 陰 離 子 加 上 所 帶電 荷 數 ， 陽 離 子 減 去 所 帶 電 荷 數 孤 電 子 對 數 價 層 電 子 對 數 結 合 原 子 數 化 學 式 價 層 電子 對 數 結 合 的 原子 數 孤 對 電 子對 數HCNSO2NH2BF3H3O+SiCl4CHCl3NH 4+SO42 0 1 2 0 1 0 0 0 2 2 2 3 3 4 4 4 0 4 2 34 3 4 4 4 4 4 化 學 式 價 層 電子 對 數 結 合 的 原子 數 孤 對 電 子對 數H2OSO3NH3CO2SF4SF6PCl5PCl 3CH4 2 0 1 0 1 0 0 1 2 3 3 2 4 6 5 3 0 4 4 34 2 5 6 5 4 4 確 定 價 層 電 子 對 構 型 價 層 電 子對 數 目 2 3 4 5 6價 層 電 子對 構 型 直線 平 面三 角 型 正 四面 體 三 角雙 錐 正 八面 體注 意 ： 孤 對 電 子 的 存 在 會 改 變 鍵 合 電 子 對 的 分 布 方 向 ， 從 而 改 變 化 合 物 的 鍵 角電 子 間 斥 力 大 小 ： 孤 對 間 孤 對 與 鍵 合 間 鍵 合 間 3、 確 定 分 子 構 型 在 價 層 電 子 對 構 型 的 基 礎 上 ， 去 掉 孤 電 子 對由 真 實 原 子 形 成 的 構 型 電 子 對數 目 電 子 對 的空 間 構 型 成 鍵 電子 對 數 孤 電 子對 數 電 子 對 的排 列 方 式 分 子 的空 間 構 型 實 例2 直 線 2 0 直 線 BeCl2CO23 三 角 型 3 0 三 角 型 BF3SO32 1 V型 SnBr 2PbCl2 電 子 對數 目 電 子 對 的空 間 構 型 成 鍵 電子 對 數 孤 電 子對 數 電 子 對 的排 列 方 式 分 子 的空 間 構 型 實 例4 四 面 體 4 0 四 面 體 CH4CCl4NH4SO423 1 三 角 錐 NH3PCl3SO32H 3O+2 2 V型 H2O 電 子 對數 目 電 子 對 的空 間 構 型 成 鍵 電子 對 數 孤 電 子對 數 電 子 對 的排 列 方 式 分 子 的空 間 構 型 實 例5 三 角雙 錐 5 0 三 角 雙 錐 PCl54 1 變 形四 面 體 SF43 2 T型 BrF 32 3 直 線 型 XeF2 微 粒 結 構 式 VESPR模 型 分 子 或 離 子 構 型HCNNH4H3O SO2BF 3 BF FFSO OOH HH NH HH H C NH 1.下 列 物 質 中 分 子 立 體 結 構 與 水 分 子 相 似 的 是 A CO2 B H2S C PCl3 D SiCl42.下 列 分 子 立 體 結 構 其 中 屬 于 直 線 型 分 子 的 是 A H2O B CO2 C C2H2 D P43.下 列 分 子 立 體 結 構 其 中 屬 正 八 面 體 型 分 子 的 A H3O + B CO32 C PCl5 D SF6 B BC D 本 節(jié) 重 點 ： 會 利 用 VSEPR理 論 得 出孤 電 子 對 數價 層 電 子 對 構 型分 子 構 型 三 、 雜 化 軌 道 理 論 1、 理 論 要 點 同 一 原 子 中 能 量 相 近 的 不 同 種 原 子 軌 道 在 成 鍵 過 程 中 重 新 組 合 ， 形 成 一 系 列 能 量 相 等的 新 軌 道 的 過 程 叫 雜 化 。 形 成 的 新 軌 道 叫 雜 化軌 道 ,用 于 形 成 鍵 或 容 納 孤 對 電 子 雜 化 軌 道 數 目 等 于 各 參 與 雜 化 的 原 子 軌 道 數 目 之 和 雜 化 軌 道 成 鍵 能 力 強 ， 有 利 于 成 鍵 雜 化 軌 道 成 鍵 時 ， 滿 足 化 學 鍵 間 最 小 排 斥原 理 ， 不 同 的 雜 化 方 式 ， 鍵 角 大 小 不 同 雜 化 軌 道 又 分 為 等 性 和 不 等 性 雜 化 兩 種 2、 雜 化 類 型 sp3雜 化 基 態(tài) 激 發(fā) 2s 2pC 雜 化 激 發(fā) 態(tài) sp3 C 雜化2s 2p 以 C原 子 為 例1個 s軌 道 和 3個 p軌 道 雜 化 形 成 4個 sp3雜 化 軌 道 構 型 109 28 正 四 面 體 型 4個 sp3雜 化 軌 可 形 成 4個 鍵價 層 電 子 對 數 為 4的 中 心 原 子采 用 sp3雜 化 方 式 sp2雜 化 基 態(tài) 激 發(fā) 2s 2pC 雜 化 激 發(fā) 態(tài) 2s 2p 以 C原 子 為 例1個 s軌 道 和 2個 p軌 道 雜 化 形 成 3個 sp2雜 化 軌 道 構 型 120 正 三 角 型 sp2 2pC 雜化剩 下 的 一 個 未 參 與 雜 化的 p軌 道 用 于 形 成 鍵 + -+ -+- 3個 sp2雜 化 軌 道 可 形 成 3個 鍵 價 層 電 子 對 數 為 3的 中 心 原 子采 用 sp2雜 化 方 式 sp雜 化 基 態(tài) 激 發(fā) 2s 2pC 雜 化 激 發(fā) 態(tài) 2s 2p 以 C原 子 為 例1個 s軌 道 和 1個 p軌 道 雜 化 形 成 2個 sp雜 化 軌 道 構 型 180 直 線 型 sp 2pC 雜化剩 下 的 兩 個 未 參 與 雜 化 的 p軌 道用 于 形 成 鍵 + +- - 2個 sp雜 化 軌 道 可 形 成 2個 鍵 價 層 電 子 對 數 為 2的 中 心 原 子 采用 sp雜 化 方 式 除 C原 子 外 ， N、 O原 子 均 有 以 上 雜 化當 發(fā) 生 sp2雜 化 時 ， 孤 對 電 子 優(yōu) 先 參 與 雜 化單 電 子 所 在 軌 道 優(yōu) 先 不 雜 化 ， 以 利 于 形 成 鍵 N、 O原 子 雜 化 時 ， 因 為 有 孤 對 電 子 的 存 在稱 為 不 等 性 雜 化 其 它 雜 化 方 式 dsp2雜 化 、 sp3d雜 化 、 sp3d2雜 化 、 d2sp3雜 化 、 sp3d2雜 化例 如 ： sp3d2雜 化 ： SF6構 型 ： 四 棱 雙 錐 正 八 面 體 此 類 雜 化 一 般 是 金 屬 作 為 中 心 原 子用 于 形 成 配 位 化 合 物 雜 化類 型 sp sp2 sp3 dsp2 sp3d sp3d2d2sp3雜 化軌 道 2 3 4 4 5 6軌 道夾 角 180 120 109 28 180 /90 90 /120 /180 90 /180空 間構 型 直 線 型 平 面 三 角型 正 四 面 體 平 面 正 方 形 三 角 雙 錐 正 八 面 體示 例 BeCl2CO 2 BF3 CH4 CCl4 Cu(NH3)42 PCl5 SF6SiF62 四 、 配 合 物 理 論 簡 介 1、 配 位 鍵 定 義 ： 共 用 電 子 對 由 一 個 原 子 單 方 向 提 供 給 另 一 個 原 子 共 用 所 形 成 | 的 共 價 鍵 稱 配 位 鍵 。 表 示 方 法 形 成 條 件 AB H N HH H 一 個 原 子 有 孤 對 電 子 ， 另 一 個 原 子 有 空 軌 道 。 2、 配 位 化 合 物 配 合 物 的 形 成 天 藍 色溶 液 藍 色沉 淀 深 藍 色溶 液Cu(OH)2H2OCu H 2OH2O OH22+ 深 藍 色晶 體Cu(NH3) 4 SO4H2O加 乙 醇并 靜 置 NH3Cu H3NH3N NH32+CuSO4溶 液 滴 加 氨 水 繼 續(xù) 滴加 氨 水 Cu(OH)2 + 4NH3 = Cu(NH3)42+ + 2OH藍 色 沉 淀 深 藍 色 溶 液Cu2+ 2NH3H2O = Cu(OH)2+ 2NH4+藍 色 溶 液 藍 色 沉 淀 H2OCu H2OH2O OH22+ NH3Cu H3NH3N NH32+1Cu與 4O形 成 的 結 構為 平 面 正 方 形 1Cu與 4N形 成 的 結 構為 平 面 正 方 形 配 合 物 的 組 成 Ag(NH3)2 OH內 界 外 界配 離 子Ag(NH3)2+ Ag+中 心 離 子 （ 有 時 可 能是 中 心 原 子 ） NH3配 體 配 位 數 ： 配 位 原 子 的 個 數 其 中 N為 配 位 原 子 常 見 配 位 原 子 ： N、 O、 F、 Cl、 C、 S 常 見 配 合 物 Fe3+ + 3SCN = Fe(SCN)3黃 色 血 紅 色Fe3+ + nSCN = Fe(SCN)n 3-n (n=1-6)Fe3+的 檢 驗 血 紅 色 銀 氨 溶 液 的 配 制 AgOH+2NH3H2O = Ag(NH3)2+ OH+2H2O Ag+ NH3H2O = AgOH+ NH4+ 白 色 沉 淀 二 氨 合 銀 離 子無 色 冰 晶 石 冰 晶 石 (六 氟 合 鋁 酸 鈉 )： Na3AlF6 一 、 鍵 的 極 性 和 分 子 的 極 性 1、 鍵 的 極 性 非 極 性 共 價 鍵 （ 非 極 性 鍵 ） 按 共 用 電 子 對 的 偏 移 極 性 共 價 鍵 非 極 性 共 價 鍵 由 同 種 原 子 形 成 化 學 鍵 原 子 帶 相 同 電 性 ， 化 合 價 相 同 極 性 共 價 鍵 （ 極 性 鍵 ） H Cl H Cl+ -由 不 同 種 原 子 形 成 化 學 鍵 電 負 性 大 （ 非 金 屬 性 強 ） 的 原 子帶 負 電 ， 顯 負 價 2、 分 子 的 極 性 非 極 性 分 子 正 負 電 荷 中 心 重 合 的 分 子 a.大 部 分 單 質 分 子 O3除 外 ！ b.對 稱 性 很 好 的 分 子直 線 形 AB2 正 三 角 形 AB3 正 四 面 體 形 AB4 其 他 正 多 面 體 形 、 對 稱 性 好 的 平 面 形例 ： CO2 例 ： BF3、 SO3 例 ： CH4 、 CCl4 例 ： C 60 、 C6H6、 C2H4 、 C2H2 極 性 分 子 正 負 電 荷 中 心 不 重 合 的 分 子 大 部 分 化 合 物 分 子 化 學 式 是 否 極性 分 子 化 學 式 是 否 極性 分 子H2O HCNSO3 SO2NH3 HCHOCO2 BF3SF4 CH3OHSF6 CH3C(CH3) 3PCl5 CH2=CH2PCl 3 PH3CH4 CHCH是 是 是 是 是 是 是 是 是 否 否 否 否 否 否 否 否 否 A、 由 非 極 性 鍵 構 成 的 分 子 一 般 是 非 極 性 分 子 B、 極 性 鍵 結 合 形 成 的 分 子 不 一 定 為 極 性 分 子 二 、 范 德 華 力 及 其 對 物 質 性 質 的 影 響 1、 范 德 華 力 把 分 子 聚 集 在 一 起 的 作 用 力 叫 做 分子 間 作 用 力 又 叫 范 德 華 力相 對 分 子 質 量 分 子 的 極 性 相 對 分 子 質 量 越 大范 德 華 力 越 大 2、 影 響 范 德 華 力 的 因 素 分 子 極 性 越 大范 德 華 力 越 大 3、 范 德 華 力 對 物 質 性 質 的 影 響 化 學 鍵 影 響 的 是 分 子 的 穩(wěn) 定 性 （ 化 學 性 質 ） 范 德 華 力 影 響 的 是 分 子 熔 沸 點 等 （ 物 理 性 質 ） 三 、 氫 鍵 1、 氫 鍵 的 定 義 -150-125-100-75-50-25025 5075100 2 3 4 5 CH4 SiH4 GeH4 SnH4NH3 PH3 AsH3 SbH3HF HCl HBr HI H2O H 2S H2Se H2Te沸 點 / 周 期一 些 氫 化 物 沸 點 由 已 經 與 電 負 性 很 大 的原 子 形 成 共 價 鍵 的 氫 原子 與 另 一 個 電 負 性 很 大的 原 子 之 間 的 作 用 力 除 范 德 華 力 以 外 的另 一 種 分 子 間 作 用力 ， 不 是 化 學 鍵 2、 表 示 方 法 AHB A、 B為 N、 O、 F “ ”表 示 共 價 鍵 “ ”表 示 形 成 的 氫 鍵 例 如 ： 氨 水 中 的 氫 鍵 NHN NHO OHN OHO 3、 氫 鍵 的 分 類 分 子 內 氫 鍵 分 子 間 氫 鍵 4、 氫 鍵 的 特 征 飽 和 性 方 向 性 一 個 氫 原 子 只 能 形 成 一 個 氫 鍵 分 子 間 氫 鍵 為 直 線 型 分 子 內 氫 鍵 成 一 定 角 度 中 心 原 子 有 幾 對 孤 對 電 子 就可 以 形 成 幾 條 氫 鍵 5、 對 物 質 性 質 的 影 響 氫 鍵 一 種 分 子 間 作 用 力 ， 影 響 的 是 物 理 性 質 熔 、 沸 點 溶 解 性 分 子 間 氫 鍵 使 物 質 熔 點 升 高分 子 內 氫 鍵 使 物 質 熔 點 降 低若 可 以 形 成 氫 鍵 ， 則 能 增 大 物 質 溶 解 度 其 他 方 面 冰 的 密 度 小 于 水 形 成 締 合 分 子 四 、 溶 解 性 1、 溫 度 溶 解 性 的 影 響 因 素 2、 壓 強 3、 相 似 相 溶 4、 氫 鍵 5、 化 學 反 應 非 極 性 溶 質 一 般 能 溶 于 非 極 性 溶 劑 ，極 性 溶 質 一 般 能 溶 于 極 性 溶 劑 。 五 、 手 性 連 有 四 個 不 同 的 原 子 或 原 子 團 的 碳 原 子 。手 性 碳 原 子 ： 手 性 異 構 體 ：具 有 完 全 相 同 的 組 成 和 原 子 排 列 的 一 對 分 子 。又 稱 為 對 映 異 構 體 。 手 性 分 子 ： 有 手 性 異 構 體 的 分 子 。 1 下 列 化 合 物 中 含 有 手 性 碳 原 子 的 是 ( )A.CCl2F2 B.CH3CHCOOHC.CH3CH2OH D.CHOH 練 習 ： CH2OHCH2OHOH 1 下 列 化 合 物 中 含 有 手 性 碳 原 子 的 是 ( )A.CCl2F2 B.CH3CHCOOHC.CH3CH2OH D.CHOH CH2OHCH2OHOH A.OHCCHCH2OH B. OHCCHCClC.HOOCCHCCCl D.CH3CHCCH3 HClOH BrOH Cl HBrBrCH3CH32 下 列 化 合 物 中 含 有 2個 “ 手 性 ” 碳 原 子 的 是( ) A.OHCCHCH2OH B. OHCCHCClC.HOOCCHCCCl D.CH3CHCCH3 HClOH BrOH Cl HBrBrCH3CH32 下 列 化 合 物 中 含 有 2個 “ 手 性 ” 碳 原 子 的 是( ) 六 、 無 機 含 氧 酸 分 子 的 酸 性 1、 利 用 規(guī) 律 無 機 含 氧 酸 可 以 寫 成 (HO)mROn， 含 氧酸 的 強 度 隨 著 分 子 中 連 接 在 中 心 原 子 上的 非 羥 基 氧 的 個 數 增 大 而 增 大 ， 即(HO)mROn中 ， n值 越 大 ， 酸 性 越 強 。 2、 最 高 價 含 氧 酸 酸 性 非 金 屬 性 強 的 元 素 ， 其 最 高 價 含 氧 酸 酸 性 強 一 、 晶 體 與 非 晶 體1、 晶 體 與 非 晶 體 晶 體 具 有 規(guī) 則 幾 何 外 形 的 固 體 非 晶 體 沒 有 規(guī) 則 幾 何 外 形 的 固 體 又 稱 玻 璃 體 2、 晶 體 與 非 晶 體 性 質 對 比 自 范 性 微 觀 結 構 各 向 異 性 熔 沸 點晶 體非 晶 體 有 無 原 子 在 三 維 空間 里 呈 周 期 性有 序 排 列 原 子 排 列 相對 無 序 強 度 、 導熱 性 、 光學 性 質 等 無 有 固 定熔 沸 點 無 固 定熔 沸 點 自 范 性 晶 體 能 自 發(fā) 地 呈 現 多 面 體 外 形 的 性 質 自 范 性 前 提 ： 晶 體 生 長 的 速 率 適 當 本 質 差 異 各 向 異 性 不 同 方 向 上 ， 性 質 有 差 異 3、 晶 體 形 成 的 途 徑 熔 融 態(tài) 物 質 凝 固 氣 態(tài) 物 質 冷 卻 不 經 液 態(tài) 直 接 凝 固 (凝 華 ) 溶 質 從 溶 液 中 析 出 3、 晶 體 的 鑒 別 物 理 性 質 差 異 如 ： 外 形 、 硬 度 、 熔 點 、 折 光 率 最 科 學 的 方 法 是 對 固 體 進 行 X-射 線 衍 射 實 驗 1、 下 列 關 于 晶 體 與 非 晶 體 的 說 法 正 確 的 是 A、 晶 體 一 定 比 非 晶 體 的 熔 點 高 B、 晶 體 有 自 范 性 但 排 列 無 序 C、 非 晶 體 無 自 范 性 而 且 排 列 無 序 D、 固 體 SiO2一 定 是 晶 體2、 區(qū) 別 晶 體 與 非 晶 體 最 可 靠 的 科 學 方 法 是 A、 熔 沸 點 B、 硬 度 C、 顏 色 D、 x-射 線 衍 射 實 驗CD課 堂 練 習 二 、 晶 胞 1、 晶 胞 :描 述 晶 體 結 構 的 基 本 單 元 晶 胞 是 無 形 的 ， 是 人 為 劃 定 的 2、 晶 胞 特 征 一 般 是 平 行 六 面 體 晶 體 由 晶 胞 “ 無 隙 并 置 ” 而 成 平 行 六面 體無隙并置 3、 三 種 典 型 立 方 晶 體 結 構 4.晶 胞 中 原 子 個 數 的 計 算 晶 胞 頂 角 原 子 為 8個 晶 胞 共 用 ， 每 個 晶 胞 占 1/8 晶 胞 棱 上 原 子 為 4個 晶 胞 共 用 ， 每 個 晶 胞 占 1/4 晶 胞 面 上 原 子 為 2個 晶 胞 共 用 ， 每 個 晶 胞 占 1/2 晶 胞 內 部 的 原 子 為 1個 晶 胞 獨 自 占 有 ， 即 為 1 1： 1 C2DEFXY3Z 2、 下 圖 依 次 是 金 屬 鈉 (Na)、 金 屬 鋅 (Zn)、 碘 (12)、金 剛 石 (C)晶 胞 的 示 意 圖 ， 數 一 數 ， 它 們 分 別 平 均含 有 幾 個 原 子 ?Na ZnI 2 金 剛 石 3、 鈣 -鈦 礦 晶 胞 結 構 如 圖 所 示 。 觀 察鈣 -鈦 礦 晶 胞 結 構 ， 求 該 晶 體 中 ， 鈣 、鈦 、 氧 的 微 粒 個 數 比 為 多 少 ？ (8 + 6 ) 3 =1281 214、 下 圖 是 CO2分 子 晶 體 的 晶 胞 結 構 示 意 圖 ，其 中 有 多 少 個 原 子 ？ 一 、 分 子 晶 體 1、 分 子 晶 體 概 念 ： 只 含 分 子 的 晶 體 組 成 微 粒 ： 分 子 粒 子 間 作 用 力 ： 分 子 內 原 子 間 以 共 價 鍵 結 合相 鄰 分 子 間 靠 分 子 間 作 用 力 （ 范 德華 力 、 氫 鍵 ） 相 互 吸 引 化 學 式 就 是 分 子 式 2、 常 見 的 分 子 晶 體 所 有 非 金 屬 氫 化 物 部 分 非 金 屬 單 質 部 分 非 金 屬 氧 化 物 幾 乎 所 有 的 酸 絕 大 多 數 有 機 物 的 晶 體 3、 結 構 特 征 分 子 間 作 用 力 范 德 華 力 氫 鍵 若 分 子 間 只 有 范 德 華 力 時 以 1個 分 子 為 中 心 ， 周 圍 有 12個 緊 鄰 分 子 ， 即分 子 密 堆 積 結 構 CO2干 冰晶 胞 若 分 子 間 主 要 為 氫 鍵 時 以 1個 分 子 為 中 心 ， 周 圍 有 4個 相 鄰 分 子 ， 即分 子 非 密 堆 積 結 構 。 如 ： HF 、 NH3、 冰 等 4、 物 理 性 質 熔 沸 點 較 低 ;易 升 華 硬 度 很 小 固 態(tài) 和 熔 融 狀 態(tài) 時 都 不 導 電只 有 酸 的 水 溶 液 中 有 的 導 電 相 似 相 溶 原 理 1.下 列 性 質 適 合 于 分 子 晶 體 的 是 ( ) A.熔 點 1070 ， 易 溶 于 水 ， 水 溶 液 導 電 B.熔 點 10.31 ， 液 態(tài) 不 導 電 、 水 溶 液 能 導 電 C.易 溶 于 CS2、 熔 點 112.8 ， 沸 點 444.6 D.熔 點 97.81 ， 質 軟 、 導 電 、 密 度 0.97g cm3BC2.共 價 鍵 、 離 子 鍵 和 范 德 華 力 是 構 成 物 質 粒 子 間 的 不同 作 用 方 式 ， 下 列 物 質 中 ， 只 含 有 上 述 一 種 作 用 的 是 ( )A.干 冰 B.氯 化 鈉 C.氫 氧 化 鈉 D.碘B練 習 :3.下 列 分 子 晶 體 ： H 2O HCl HBr HI CO N2 H2熔 沸 點 由 高 到 低 的 順 序 是 ( ) A. B. C. D. C 5 下 列 過 程 中 ， 共 價 鍵 被 破 壞 的 是 ( ) A 碘 升 華 B 溴 蒸 氣 被 木 炭 吸 附 C 酒 精 溶 于 水 D HCl氣 體 溶 于 水4.當 S03晶 體 熔 化 或 氣 化 時 ， 下 述 各 項 中 發(fā) 生 變 化的 是 ( ) A.分 子 內 化 學 鍵 B.分 子 間 距 離 C.分 子 構 型 D.分 子 間 作 用 力 BD D6.下 列 有 關 共 價 化 合 物 的 說 法 ： 具 有 較 低 的 熔 、 沸點 不 是 電 解 質 固 態(tài) 時 是 分 子 晶 體 都 是 由分 子 構 成 液 態(tài) 時 不 導 電 ， 其 中 一 定 正 確 的 是 ( ) A. B. C. D. D 7 已 知 氯 化 鋁 的 熔 點 為 190 (2 202 lO5Pa)， 但 它 在180 即 開 始 升 華 。 (1)氯 化 鋁 是 _。 (填 “ 離 子 化 合 物 ” “ 共價 化 合 物 ” ) (2)無 水 氯 化 鋁 在 空 氣 中 強 烈 的 “ 發(fā) 煙 ” ， 其 原 因 是_。 (3)設 計 一 個 可 靠 的 實 驗 ， 判 斷 氧 化 鋁 是 離 子 化 合 物還 是 共 價 化 合 物 。 你 設 計 的 實 驗 是_。 (4)在 500K和 1.01 10 5Pa時 ， 它 的 蒸 氣 密 度 (換 算 為標 準 狀 況 時 )為 11.92gL 1， 試 確 定 氯 化 鋁 在 蒸 氣 狀 態(tài) 時的 化 學 式 為 _。共 價 化 合 物Al2Cl6氯 化 鋁 與 空 氣 中 的 水 蒸 氣 發(fā) 生 水 解 反 應 產 生 HCl氣 體 ，HCl在 空 氣 中 形 成 酸 霧 而 “ 發(fā) 煙 ” 。 在 其 熔 融 狀 態(tài) 下 ， 試 驗 其 是 否 導 電 ； 若 不 導 電 是 共 價 化 合 物 。 1、 下 列 物 質 屬 于 分 子 晶 體 的 化 合 物 是 （ ）A、 石 英 B、 硫 磺 C、 干 冰 D、 食 鹽C練 習2、 干 冰 氣 化 時 ， 下 列 所 述 內 容 發(fā) 生 變 化 的 是A、 分 子 內 共 價 鍵 B、 分 子 間 作 用 力C、 分 子 鍵 距 離 D、 分 子 間 的 氫 鍵 BC3、 冰 醋 酸 固 體 中 不 存 在 的 作 用 力 是 （ ）A、 離 子 鍵 B、 極 性 鍵 C、 非 極 性 鍵 D、 范 德 華 力 A 4、 水 分 子 間 存 在 著 氫 鍵 的 作 用 ， 使水 分 子 彼 此 結 合 而 成 （ H2O） n。 在冰 中 每 個 水 分 子 被 4個 水 分 子 包 圍 形成 變 形 的 正 四 面 體 ， 通 過 “ 氫 鍵 ” 相互 連 接 成 龐 大 的 分 子 晶 體 ， 其 結 構 如圖 ： 試 分 析 ： 1mol 冰 中 有 mol氫 鍵 ？ H2O的 熔 沸 點 比 H2S高 還 是 低 ？ 為什 么 ？ 2氫 鍵 二 、 原 子 晶 體 1、 原 子 晶 體 概 念 ： 原 子 間 以 共 價 鍵 相 結 合 而 形 成空 間 網 狀 結 構 的 晶 體 ， 又 稱 共 價 晶 體 組 成 微 粒 ： 原 子 粒 子 間 作 用 力 ： 共 價 鍵無 分 子 式化 學 式 表 示 原 子 最 簡 整 數 比 2、 常 見 原 子 晶 體 某 些 非 金 屬 單 質 ： 某 些 非 金 屬 化 合 物 ：硼 （ B） 、 硅 （ Si）鍺 （ Ge） 、 金 剛 石 （ C） 等 SiC、 BN、 SiO2、 Al2O3等 3、 結 構 特 征 晶 體 中 只 存 在 共 價 鍵 ， 無 單 個 分 子 存 在 ；晶 體 為 空 間 網 狀 結 構 。 金 剛 石 二 氧化 硅 4、 原 子 晶 體 的 物 理 性 質 熔 沸 點 高 硬 度 大 一 般 不 導 電 難 溶 于 溶 劑 在 SiO2晶 體 中 ， 每 個 Si原 子 和 （ ） 個 O原子 形 成 （ ） 個 共 價 鍵 即 每 個 Si原 子 周 圍結 合 （ ） 個 O原 子 ； 同 時 ， 每 個 O 原 子 和（ ） 個 Si原 子 相 結 合 。 在 SiO2晶 體 中 ， 最小 的 環(huán) 是 （ ） 元 環(huán) 。 ( )單 個 的SiO2分 子 存 在 。 4 4 42 12 沒 有 一 、 金 屬 鍵 1、 金 屬 鍵 金 屬 離 子 與 自 由 電 子 之 間 強 烈 的 相 互 作 用 定 義 本 質 電 子 氣 理 論 金 屬 原 子 的 價 電 子 發(fā) 生 脫 落 ，形 成 金 屬 陽 離 子 和 自 由 電 子 自 由 電 子 被 所 有 原 子 所 共 用從 而 把 所 有 的 金 屬 原 子 維 系 在 一 起 無 飽 和 性無 方 向 性 2、 金 屬 晶 體 金 屬 離 子 與 自 由 電 子 通 過 金 屬 鍵 結 合而 成 的 晶 體 叫 做 金 屬 晶 體粒 子 間 的 作 用 力 ： 金 屬 鍵 構 成 金 屬 晶 體 的 粒 子 ： 金 屬 離 子 、 自 由 電 子 常 見 金 屬 晶 體 ： 金 屬 、 合 金 3、 金 屬 性 質 與 電 子 氣 理 論 金 屬 導 電 性 電 子 氣 的 運 動 是 沒 有 一 定 方 向 的 ， 但 在 外加 電 場 的 條 件 下 ， 自 由 電 子 定 向 運 動 形 成電 流 ， 所 以 金 屬 容 易 導 電 金 屬 的 導 熱 性 自 由 電 子 在 運 動 時 與 金 屬 離 子 碰 撞 ， 把能 量 從 溫 度 高 的 部 分 傳 到 溫 度 低 的 部 分 ，從 而 使 整 塊 金 屬 達 到 相 同 的 溫 度 。 高 溫 下 熱 運 動 劇 烈 ， 因 此 電 子 的 定 向 移動 程 度 減 弱 ， 所 以 ， 隨 著 溫 度 的 升 高 ，金 屬 的 導 電 性 減 弱 金 屬 的 延 展 性 金 屬 離 子 和 自 由 電 子 間 相 互 作 用 沒 有 方 向 性 ，在 外 力 作 用 下 各 原 子 層 就 會 發(fā) 生 相 對 滑 動 ，但 不 會 改 變 原 來 的 排 列 方 式 ， 而 且 彌 漫 在 金屬 原 子 間 的 電 子 氣 可 以 起 到 類 似 軸 承 中 滾 珠之 間 潤 滑 劑 的 作 用 金 屬 鍵 的 強 弱 與 離 子 半 徑 、 離 子 電 荷 有 關 金 屬 的 熔 點 、 硬 度 金 屬 的 熔 點 、 硬 度 與 金 屬 鍵 的 強 弱 有 關離 子 半 徑 越 小 或 離 子 所 帶 電 荷 越 多 ， 則 金 屬鍵 越 強 ， 金 屬 的 熔 沸 點 越 高 、 硬 度 越 大 。 二 、 金 屬 晶 體 的 原 子 堆 積 模 型 1、 幾 個 概 念 配 位 數 ： 在 晶 體 中 與 每 個 微 粒 緊 密 相 鄰 且 距 離 相 等 的 微 粒 個 數空 間 利 用 率 ：晶 體 的 空 間 被 微 粒 占 滿 的 體 積 百 分 數用 來 表 示 緊 密 堆 積 程 度 金 屬 的 二 維 堆 積 方 式 非 密 置 層 配 位 數 為 4 密 置 層 配 位 數 為 6 2、 金 屬 的 三 維 堆 積 方 式 簡 單 立 方 堆 積 唯 一 金 屬 釙 簡 單