3.2分子和原子1

分子轨道能级

1. 简介

分子轨道能级是描述分子中电子组态的一种理论模型，通过计算得到的能级图可以用来预测分子的光谱性质、化学反应活性等。本文将介绍分子轨道能级的概念、计算方法以及与化学性质的关系。

2. 轨道理论

在经典物理学中，电子被视为在原子核周围以确定路径运动的粒子。然而，在量子力学中，电子被描述为波动函数，其运动状态由波函数的形状和能量决定。

根据量子力学理论，原子核周围存在一系列离散的电子能级。每个能级可以容纳一定数量的电子，并且具有不同的能量。这些能级通常用轨道表示，包括原子轨道和分子轨道两种类型。

3. 原子轨道和分子轨道

3.1 原子轨道

原子轨道描述了单个原子中电子的运动状态。根据量子力学理论，每个原始元素都有一组特定的原始轨道，如s、p、d和f轨道。这些轨道具有不同的形状和能量。

s轨道是球对称的，电子在这种轨道中以球形分布。p轨道是两个球面对称的，电子在这种轨道中以两个互相垂直的相互作用球面分布。d和f轨道更加复杂，具有更多的球面和节点。

3.2 分子轨道

当原子结合形成分子时，原子轨道会相互重叠形成分子轨道。根据分子对称性理论，分子轨道可以分为成键轨道和反键轨道。

成键轨道是由原子波函数叠加形成的，电子在这些轨道中以较低能量运动。反键轨道则是由原子波函数减去形成的，电子在这些轨道中以较高能量运动。

4. 分子轨道能级计算方法

4.1 LCAO 方法

LCAO（线性组合原子轨道）方法是一种常用的计算分子轨道能级的方法。该方法假设分子波函数可以由原始元素的原始波函数线性组合得到。 LCAO 方法将每个原始元素的原始波函数加权叠加，并通过求解薛定谔方程来确定每个组合波函数对应的能量。通过适当选择权重系数，可以得到一组最低能量的分子轨道。

4.2 分子对称性方法

分子对称性方法是另一种常用的计算分子轨道能级的方法。该方法利用分子对称性的特点简化了计算过程。

根据分子对称性理论，具有相同对称性的原子轨道可以相互线性组合形成成键和反键轨道。通过确定分子的点群和对称操作，可以确定每个分子轨道的能级。

第二节 分子晶体与原子晶体

课时演练·促提升

A组

1.下列各组物质各自形成晶体,均属于分子晶体的化合物是( )

A.NH3、HD、C8H10

B.PCl3、CO2、H2SO4

C.SO2、SO3、C60

l4、Na2S、H2O2

2.BeCl2熔点较低,易升华,溶于醇和醚,其化学性质与AlCl3相似。由此可推测BeCl2( )

A.熔融态不导电

B.水溶液呈中性

C.熔点比BeBr2高

D.不与NaOH溶液反应

3.水的沸点是100 ℃,硫化氢的分子结构跟水相似,但它的沸点却很低,是-60.7 ℃,引起这种差异的主要原因是( )

A.范德华力

B.共价键

C.氢键

D.相对分子质量

4.短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如表所示,其中X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半,则下列说法中正确的是( )

X Y

Z W Q

A.钠与W可能形成Na2W2化合物

B.由Z与Y组成的物质在熔融时能导电

C.W得电子能力比Q强

D.X有多种同素异形体,而Y不存在同素异形体

5.下列关于原子晶体、分子晶体的叙述中,正确的是( )

A.在SiO2晶体中,1个硅原子和2个氧原子形成2个共价键

B.晶体中分子间作用力越大,分子越稳定

C.C6H5OH既能表示物质的组成,又能表示物质的一个分子

D.分子晶体的熔、沸点低,常温下均呈液态或气态

6.下列说法中,正确的是( )

A.冰融化时,分子中H—O键发生断裂

B.原子晶体中,共价键越强,熔点越高

C.分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔点一定越高

D.分子晶体中,分子间作用力越大,该物质越稳定

7.HgCl2稀溶液可作为手术刀的消毒剂,已知HgCl2有如下性质:①HgCl2晶体熔点较低;②HgCl2熔融状态下不导电;③HgCl2在水溶液中可发生微弱电离。下列关于HgCl2的叙述正确的是( )

A.HgCl2晶体属于分子晶体

课题2 原子的结构

第一课时

学习目标

1. 认识原子是由质子、中子和电子构成的，知道核电荷数、质子数和核外电子数的关系。

2. 了解核外电子是分层排布的，并初步学会分析原子的结构示意图。

3. 了解元素的类别、元素的化学性质与其原子的核外电子的排布关系。

学习重点

原子的内部结构

学习难点

原子核外电子的排布规律

教具准备

1-18元素原子结构示意图教学挂图

教学过程

一、导入

在化学变化中，原子不能再分，也就是说原子不能再破裂，它是化学变化中的最小粒子。那么原子是不是一个不可再分割的、简单的实心球体呢？大量的科学实验证明，原子不是一个简单的、不可分割的实心球体，自然界的任何粒子都是可分割的，1897年，英国科学家汤姆生发现电子，证明原子的可分性。

投影：原子结构模型

二、新授

（一）自学

请同学们自习教材P53－P55第一自然段，初步感知，了解以下知识：

1.原子能否再分，是否带电？

2.构成原子的粒子有哪几种，它们是怎么样构成原子的？

3.原子核外电的排布有何特点、规律？

4.举例说明原子的结构示意图各部分所表示的意义。

5.原子的核外电子排布与元素的化学性质有何关联？

（二）展示

原子的构成

1.构成原子的粒子有哪些？电性如何？空间如何分配？

2.原子中有带电粒子，那么整个原子是否带电？为什么？

3.阅读“表3－1”完成下列问题：

①原子中质子数、电子数、中子数有何关系？

②不同种类的原子内部结构有何不同？

③是否所有的原子中都含有中子？

核外电子的排布规律

原子核居于原子_________，占据的空间小，原子核外有一个相对较大的空间，电子在这个空间内作______________。核外电子运动经常出现的区域叫做电子层。人们把核外电子在不同的电子层内运动的现象叫做___________________。原子核外电子最少的有_______层，最多也只有______层。离核最近的称为_______层，能量最_______，离核最远的称为_______层，能量最_______。最外层电子数不超过_____个（中有一层的，电子数不超过______个）。

无机化学大一必考知识点笔记

1. 元素和化合物

1.1 元素：由同种原子组成的物质，如氧、氢、铁等。

1.2 化合物：由两种或更多种不同元素的原子以固定比例结合而成的物质，如水、二氧化碳等。

2. 原子结构与元素周期表

2.1 原子结构：包含原子核和绕核电子的模型。

2.2 元素周期表：按照原子序数排列，可分为周期和族。周期数表示原子核外层电子的能级数，族数表示原子核外层电子的最外层主量子数。

3. 化学键和分子构型

3.1 化学键：原子间的相互作用力，分为离子键、共价键和金属键等。

3.2 分子构型：分子中原子的相对位置、排列方式和空间结构。

4. 配位化合物和离子反应 4.1 配位化合物：含有一个或多个配位体与一个中心金属离子配位形成的化合物。

4.2 离子反应：带电离子之间的化学反应，可分为阳离子和阴离子的反应。

5. 氧化还原反应

5.1 氧化和还原：氧化是指物质失去电子，还原是指物质获得电子。

5.2 氧化还原反应：反应过程中原子氧化态和还原态的变化。

6. 酸碱反应和溶液的酸碱性

6.1 酸碱反应：酸和碱反应生成盐和水的化学反应。

6.2 溶液的酸碱性：酸性溶液中氢离子浓度高于氢氧根离子浓度，碱性溶液中氢离子浓度低于氢氧根离子浓度，中性溶液二者浓度相等。

7. 配平化学方程式和计算化学量

7.1 配平化学方程式：使化学方程式中反应物和生成物的原子数符合特定的比例关系。 7.2 计算化学量：根据已知物质的量计算其他未知物质的量。

8. 晶体和杂化轨道理论

8.1 晶体：由原子、离子或分子有序排列而成的固体。

8.2 杂化轨道理论：描述原子轨道重排形成杂化轨道的理论。

9. 反应速率和化学平衡

9.1 反应速率：反应物消耗或生成的物质量随时间变化的快慢程度。

9.2 化学平衡：当反应物和生成物浓度之间的比值保持恒定时，称为化学平衡。