物质结构基础

发布 2021-05-30 19:33:28 阅读 4766

一. 原子结构与元素周期律。

1. 原子中核外电子的运动有何特点?

1) 核外电子具有波粒二象性;

2) 核外电子运动符合不确定性原理;

3) 微观粒子的运动符合统计学规律。

2. 波函数与原子轨道的含义是什么?有何关系?概率密度与电子云的含义是什么?有何关系?

波函数是量子力学中用以描述核外电子运动状态的函数,波函数就是原子轨道。波函数表示的原子轨道代表核外电子的一种运动状态,是表示电子运动状态的一个函数。

电子在核外空间某个区域内出现的机会叫概率。在空间某单位体积内出现的概率为概率密度。(r,,)2的物理意义为空间一点p(r,,)处单位体积电子出现的概率,即该点处的概率密度。

用统计方法对于电子在核外空间出现的机会进行描述,得到电子云图。电子云图就是2图像。

3. 量子数有什么意义?如何用量子数来描述电子的运动状态?

4. 画出s,p,d各原子轨道的径向分布图,归纳概率峰的数目以及节面数与量子数n和l的关系。

5. 画出s,p,d各原子轨道的角度分布图,并注明各波瓣的“+”号。

6. 如何理解屏蔽效应和钻穿效应?如何解释同一主层中的能级**和不同主层中的能级交错现象?

7. 画出pauling原子轨道近似能级图,说明该能级图的主要特点及适用范围。

8. 说明cotton原子轨道能级图的主要特点以及适用范围。

9. 说明原子半径在同周期中总的变化趋势及其原因,分短周期的主族元素、长周期的过渡元素及特长周期的内过渡元素分别进行讨论,并加以比较。

10. 说明元素的第一电离能在同周期中总的变化规律及其原因,并对一些违反规律的现象加以讨论。

11. 电子亲和能在同周期中、同族中各有何规律性?为什么有些非金属元素如f、o等具有反常现象?

12. 电负性在同周期中、同族中各有何规律性?

二. 化学键与分子结构。

1. 说明离子键的特点和离子化合物的特点。

2. 如何从元素电负性数据判断化合物为离子型或共价型?

3. 利用已知的热力学实验数据,由born-haber循环计算反应的晶格能。

4. 共价键的本质是什么?如何理解共价键具有方向性和饱和性?

5. 简述价层电子对互斥理论的主要内容。

abn型分子或离子的几何构型取决于中心a的价层中电子对的排斥作用。

中心原子价层电子总数和电子对数:

1) 中心原子价层电子总数 = 中心a的价电子数 + 配体在成键过程中提供的电子数。

2) vi a族元素的原子作中心时,价电子数为6;作端基配体时,提供的电子数为0.

3) 处理离子体系时,要加减与离子电荷相应的电子数。

4) 价电子总数除以2,得电子对数。总数为奇数时,按进位计算。

电子对数和电子对空间构型的关系:

分子的几何构型与电子对构型的关系:

多重键的处理:

影响键角的因素:

6. 简述杂化轨道理论的主要内容。

1) 在形成多原子分子的过程中,中心原子的若干能量相近的原子轨道线性组合形成一条新的原子轨道,这一过程叫轨道杂化;

2) 杂化轨道数目等于参加杂化的原子轨道数目;

3) 杂化轨道有自己的波函数和能量,其角度分布图具有特定的形状和方向。

7. 简述分子轨道理论的主要内容。

1) 在分子中,电子不属于某个特定的原子,电子不在某个原子轨道中运动,而是在分子轨道中运动;

2) 分子轨道由分子中原子轨道线性组合而成;

3) 成键轨道,反键轨道,非键轨道;原子轨道线性组合成分子轨道应符合对称性原则、能量近似原则和轨道最大重叠原则;

4) 根据线性组合方式的不同,分子轨道可分为轨道和轨道。

5) 电子在分子轨道中排布遵循能量最低原理、pauli不相容原理和hund规则。

三. 配位化合物。

1. 什么是配位化合物、配位单元、内界、外界、中心、配体?

由中心原子或离子和几个配体分子或离子以配位键结合形成的复杂分子或离子,含有这种复杂分子或离子的化合物称为配位化合物。

由中心原子或离子和几个配体分子或离子以配位键结合形成的复杂分子或离子为配位单元。

2. 配合物的命名原则和异构现象。

3. 试述配合物的价键理论与晶体场理论的主要内容。

配合物的价键理论:

配合物价键理论的实质是配体中配位原子的孤对电子对向中心的空杂化轨道配位形成配位键。配合物的构型由中心的杂化方式决定。

1) 配合物的构型:配合物的构型为配位单元的构型。中心有空的价层轨道,这些能量相近的价层空轨道经过杂化后,形成特征空间的简并轨道,配体的孤对电子向这些特征简并轨道配位,形成具有特定结构的配位单元。

中心的杂化类型有:sp, sp2, sp3, dsp2, sp3d, dsp3,sp3d2, d2sp3杂化。

2) 外轨型配位化合物和内轨型配位化合物:若中心参与杂化的价层轨道属于同一主层,中心采用ns,np,ns杂化,d轨道在s轨道和p轨道的外侧,形成的配合物为外轨型配位化合物;若中心参与杂化的价层轨道不属于同一主层,中心采取(n-1)d ns np杂化,d轨道在s轨道和p轨道的内测,形成的配合物为内轨型配位化合物。

配位化合物的晶体场理论:配体分子用电子对向中心配位,阴离子配体带负电荷,中心周围的配体可以看成由负电荷形成的场,配体在中心周围定向排列,类似晶体中正、负离子有规律的排列,可以将配体形成的电场看出晶体场。

1) 晶体场中d轨道的**。八面体场中d轨道的**;四面体场中d轨道的**;正方形场中d轨道的**。

2) **后的d轨道中电子的排布:能量最低原理、pauli不相容原理和hund规则。

若**能大于成对能p,则电子排布采取低自旋方式;若**能小于成对能p,则电子排布采取高自旋方式。

3) **后的d轨道的能量。

4) 晶体场稳定化能(cfst)的计算。

5) 过渡金属化合物的颜色。

4. 配位平衡。

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