南方医科大学教案首页
| 授课题目 | 第四章 原子结构和分子结构 | 授课形式 | 理论课 |
| 授课时间 | 授课学时 | 4 | |
| 教学目的 与 要 求 | 1、了解核外电子运动的特征，分子轨道理论。 2、熟悉杂化轨道理论的基本要点。 3、掌握核外电子的排布规律，现代价键理论，分子间作用力。 | ||
| 基本内容 | （一)原子结构 （二)元素的电负性 （三)分子结构 （四)分子间作用力 | ||
| 重 点 难 点 | 重点： 1. 核外电子的排布规律 2. 现代价键理论，分子间作用力 难点：现代价键理论 | ||
| 主要教学 媒 体 | 多媒体 | ||
| 主 要 外 语 词 汇 | atomic structure；ground state；excited state；uncertainly principle；atomic orbital；screening effect；effective nuclear charge；penetration effect；Parli exclusion principle；lowest energy principle；peridic law of elements；electronegativity。 | ||
| 有关本内容的新进展 | |||
| 主要参考资料或相关网站 | 《医用化学》 化学工业出版社 《医用化学学习指导及习题解答》 第四军医大学出版社http://ce.sysu.edu。cn/ChemEdu/Echemi/elaborate/wujihuaxue/ http://www.sxmu.edu。cn/jingpin/wujihuaxue/lx.htm | ||
| 系、教研室 审查意见 | |||
| 课后体会 |
教 学 过 程
| 教学内容 | 时间分配和 媒体选择 |
第四章 原子结构和分子结构第一节 原子结构前言：原子的组成；化学变化中的原子；原子结构讨论的主要问题。 一、核外电子运动的特征原子结构理论的发展概况。 电子等实物微粒的运动的波粒二象性（电子衍射)； 1、波函数与原子轨道 2、电子云 3、电子云界面图 二、四个量子数及其无力意义(1) 主量子数n取值，意义。 电子层及其符号： (2) 角量子数l取值，意义。 亚层及光谱符号： (3) 磁量子数m取值，意义。 等价轨道或简并轨道： (4)自旋量子数ms取值，意义。 总结：四个量子数确定之后，电子在核外空间的运动状态也就确定了。 三、核外电子的排布规律1、鲍里不相容原理每一轨道最多容纳两个电子，每一电子层最多容纳2n2个电子。 2、能量最低原理强调基态；给出单电子和多电子原子轨道能级图（附带n+0.7l规则)。 多电子原子轨道能级规律： ① 当n相同，l不同时，轨道的能量次序为s＜p＜d＜f。例如，E3s＜E3p＜E3d。 ② 当n不同，l相同时，n愈大，各相应的轨道能量愈高。例如，E2s＜E3s＜E4s。 ③ 当n和l都不相同时，轨道能量有交错现象。即(n-1)d轨道能量大于ns轨道的能量。在同一周期中，各元素随着原子序数递增，核外电子的填充次序为：ns，（n-l)d，np。 若干原子电子排布举例：（注意排布式书写格式) 3、洪特规则内容、例、电子排布的轨道表示式。 应该指出，核外电子排布的原理是从大量事实中概括出来的一般规律，绝大多数原子核外电子的实际排布与这些原理是一致的。但是随着原子序数的增大，核外电子排布变得复杂，用核外电子排布的原理不能满意地解释某些实验事实。 四、元素的电负性元素的原子在分子中吸引电子的能力叫元素的电负性。元素的电负性愈大，表示该元素原子吸引电子的能力愈大，生成阴离子的倾向愈大。反之，吸引电子的能力愈小，生成单位阳离子的倾向愈大。 元素的电负性是相对值，没有单位。通常规定氟的电负性为4.0(或锂为1.0)，计算出其他元素的电负性数值。 同一周期内从左到右，元素的电负性逐渐增大，同一主族内从上至下电负性减小。 在副族中，电负性变化不规则。 在所有元素中，氟的电负性(4.0)最大，非金属性最强，钫的电负性(0.7)最小，金属性最强。一般金属元素的电负性小于2.0，非金属元素的电负性大于2.0，但两者之间没有严格的界限，不能把电负性2.0作为划分金属和非金属的绝对标准。 元素电负性的大小，不仅能说明元素的金属性和非金属性，而且对讨论和理解化学键的类型、元素的氧化数和分子的极性等都非常有用。 本次课小结。 第二节 分子结构所谓分子结构（molecular structure)通常包括下面一些内容：分子中直接相邻的原子间的强相互作用力，即化学键问题；分子的空间构型问题；分子之间还有一种弱的相互作用力，即分子间力问题；此外分子间或分子内的一些原子间还可能形成氢键。 一、化学键的概念化学键、离子键、共价键、配位共价键 现代共价键理论有两种，一是价键理论，二是分子轨道理论。本书只介绍价键理论。 1、价键理论（电子配对法)基本要点① 具有自旋相反的未成对电子的两个原子相互接近，可以形成稳定的共价键。 ② 成键电子的电子云重叠得越多，核间电子云密度越大，形成的共价键越牢固。 电子云最大重叠原理：两个原子在形成共价键时，电子云总是尽可能地达到最大程度的重叠。 2、共价键的特征饱和性，方向性： 3、共价键的类型σ键，π键： 4、键的极性极性共价键： 非极性共价键： 离子键是最强的极性键，极性共价键是离子键到非极性共价键之间的一种过度状态。 5、分子的极性极性分子，非极性分子。 分子的极性对物质的许多性质都有影响，在后面的讨论中即将学到。 偶极矩。 二、杂化轨道理论价键理论比较简明地阐明了共价键的本质，共价键的饱和性和方向性。但在解释分子的空间结构方面却遇到了困难。例如，经实验测知，甲烷分子具有正四面体的空间构型（按上述价键理论难以解释)。 1、杂化轨道理论基本要点①在成键过程中，由于原子间的相互影响，同一原子中参加成键的几个能量相近的原子轨道可以进行混合，重新分配能量和空间方向，组成数目相等的新的原子轨道。这种轨道重新组合的过程称为轨道杂化，简称杂化。所组成的新的原子轨道叫做杂化轨道。 ②杂化轨道之间互相排斥，力图在空间取得最大的键角，使体系能量降低。 原子轨道杂化以www.med126.com/zhicheng/后所形成的杂化轨道更有利于成键。因为杂化后原子轨道的形状发生了变化。 2、杂化轨道类型sp杂化： sp2杂化： sp3杂化： 不等性sp3杂化： 第三节 分子间作用力一、范德华力分子间存在着一种只有化学键键能1/100~1/10的弱的作用力。范德华力可分为取向力、诱导力和色散力三种。 1、取向力产生、影响因素、存在场合。
产生、影响因素、医学全在线存在场合。 3、色散力 产生、影响因素、存在场合。 在非极性分子之间只有色散力存在；在极性分子和非极性分子之间则既有色散力又有诱导力存在；而在极性分子之间则有色散力、诱导力和取向力三种范德华力存在。 范德华力具有下述一些特性： ①是存在于分子间的一种弱的静电引力。 ②作用范围只有几个纳米(nm)。 ③能量比化学键的键能小一、二个数量级。 ④没有饱和性和方向性。 ⑤色散力是主要的，诱导力是次要的，取向力只是在较大的极性分子间才占一定的比例。 范德华力对物质的性质，尤其是某些物理性质(如熔点、沸点、溶解度等)有一定的影响。 二、氢 键1、氢键 2、氢键的本质 3、氢键形成的条件 4、氢键的饱和性和方向性 5、氢键对物质性质的影响
小结 本章重点阐述四个量子数；核外电子的排布规律；共价键理论要点；杂化轨道理论。简要介绍原子结构的理论发展，分子间的作用力。 | 5分 ppt 投影 10分 10分 板书 ppt 投影 15分 20分 ppt 投影 15分 ppt 投影 5分 10分 5分 5分 5分 10分 20分 ppt 投影 板书 10分 ppt 投影 5分 5分 |
.gif){kind=small}
2、诱导力