核外電子排布規(guī)則及化學鍵

1、棗莊職業(yè)學院教案課程 應用化學 2011至 2012學年度第 一 學期 第一周 學期授課序號： 2授課班級11畜牧一授課日期11.09.17基本課程學習情景一：物質(zhì)結(jié)構任務二：原子核外電子排布規(guī)則和化學鍵教學目標知識目標1.掌握核外電子排布的規(guī)律。2. 了解近似能級圖。3. 掌握核外電子排布和元素周期系。能力目標培養(yǎng)分析問題解決問題能力素質(zhì)目標培養(yǎng)空間思維能力，想象能力教學的重點與難點重點：核外電子排布規(guī)則 共價鍵 難點：鍵的極性與分子的極性教學方法講授、自學、討論、練習教學手段傳統(tǒng)與現(xiàn)代教學用具黑板與多媒體參考資料有機化學 邢其毅教學內(nèi)容共 5頁附后 （90 分鐘）編寫日期： 2011 年

2、9 月 3 日任課教師簽名：孟凡磊 教研室主任審批意見： 主任簽名：棗莊職業(yè)學院教案教學環(huán)節(jié)教學方法設計教學內(nèi)容設計學生活動教學意圖(含教書育人目標)布置任務資訊決策實施實施任務資訊決策實施實施實施實施實施實施考核評價板書作業(yè)講授提問講授講授提問提問提問舉例講授提問講授講授提問講授學習情景一：物質(zhì)結(jié)構任務二 原子核外電子的排布、化學鍵思考：1.核外電子排布的規(guī)律。2. 了解近似能級圖。 3. 掌握核外電子排布和元素周期系。2.2、核外電子排布的規(guī)律1.保里(Pauli)不相容原理我們已經(jīng)知道，一個電子的運動狀態(tài)要從四個方面來進行描述，即它所處的電子層、電子亞層、電子云的伸展方向以及電子的自旋方

3、向。在同一個原子中沒有也不可能有運動狀態(tài)完全相同的兩個電子存在，這就是泡利不相容原理所告訴大家的。根據(jù)這個規(guī)則，如果兩個電子處于同一軌道，那么，這兩個電子的自旋方向必定相反。也就是說，每一個軌道中只能容納兩個自旋方向相反的電子。根據(jù)泡利不相容原理，我們得知：s亞層只有1個軌道，可以容納兩個自旋相反的電子；p亞層有3個軌道，總共可以容納6個電子；d亞層有5個軌道，總共可以容納10個電子。我們還得知：第一電子層（K層）中只有1s亞層，最多容納兩個電子；第二電子層（L層）中包括2s和2p兩個亞層，總共可以容納8個電子；第3電子層（M層）中包括3s、3p、3d三個亞層，總共可以容納18個電子第n層總共

4、可以容納2n2個電子。2.能量最低原理電子在原子核外排布時，要盡可能使電子的能量最低。怎樣才能使電子的能量最低呢？狀態(tài)（激發(fā)態(tài)），但是它總有時時刻刻想回到基態(tài)的趨勢。一般來說，離核較近的電子具有較低的能量，隨著電子層數(shù)的增加，電子的能量越來越大；同一層中，各亞層的能量是按s、p、d、f的次序增高的。這兩種作用的總結(jié)果可以得出電子在原子核外排布時遵守下列次序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p3.洪特(Hund)規(guī)則從光譜實驗結(jié)果總結(jié)出來的洪特規(guī)則有兩方面的含義：一是電子在原子核外排布時，將盡可能分占不同的軌道，且自旋平行；洪特規(guī)則的第二個含義是對于同一個電子亞層，當電子排布處于 全

5、滿（s2、p6、d10、f14） 半滿（s1、p3、d5、f7） 全空（s0、p0、d0、f0）時比較穩(wěn)定。例如，第24號元素鉻Cr，如果按照各能級填充規(guī)則，其核外電子排布式應為1s22s22p63s23p63d44s2 但是，依據(jù)洪特規(guī)則可知3d能級填充5個電子時較穩(wěn)定，所以其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1 同理，第29號元素銅Cu的核外電子排布式應為1s22s22p63s23p63d104s1。說說核外電子排布規(guī)律2.3 化學鍵思考1. 離子鍵及其特性。 2. 共價鍵及其特征。2.3.1、離子鍵及其特性1.離子鍵的形成以 NaCl 為例 。 第一步 電子轉(zhuǎn)移形成

6、離子： Na e Na+ ， Cl + e Cl 相應的電子構型變化：2s 2 2p 6 3s 1 2s 2 2p 6 ， 3s 2 3p 5 3s 2 3p 6 形成 Ne 和 Ar 的稀有氣體原子的結(jié)構，形成穩(wěn)定離子。第二步 正負離子間靠靜電吸引結(jié)合在一起， 形成離子化合物 。 2.離子鍵的特征：離子鍵沒有方向性和飽和性。3.離子鍵的本質(zhì)： 離子鍵的本質(zhì)是正、負離子之間的靜電作用力。4.離子鍵的離子性成分：一般來說，電負性差值大于1.7時，可形成離子鍵。2.3.2共價鍵及其特征1.共價鍵的形成原子間通過共用電子對(即電子云的重疊)所形成的化學鍵。例如H2分子，兩個氫原子的1s電子配對共用，

7、使每個氫原子具有氦原子的穩(wěn)定結(jié)構；又如HCl分子，H原子和Cl原子各提供一個未成對電子，共用的一對電子把兩個原子核吸引在一起，形成穩(wěn)定的HCl分子。共價鍵形成的本質(zhì)是電子云的重疊，例如HCl分子形成時，H原子的1s電子云與氯原子的未成對電子占據(jù)的3p電子云重疊，兩核間的電子云密度增大，形成HCl分子。2.現(xiàn)代價鍵理論VB法的要點如果A、B兩個原子各有一個未成對的電子且自旋相反，則當A、B原子相互靠近時可以配對形成共價單鍵，在形成分子時一個電子和另一個電子配對后就不能再和其它電子配對了，原子軌道最大重疊原理。成鍵的原子軌道重疊時，必須符號相同，才能重疊增大電子云密度。3.共價鍵的特點1）共價鍵的

8、飽和性在共價鍵的形成過程中，因為每個原子所能提供的未成對電子數(shù)是一定的，一個原子的一個未成對電子與其他原子的未成對電子配對后，就不能再與其它電子配對，即，每個原子能形成的共價鍵總數(shù)是一定的，這就是共價鍵的飽和性2）共價鍵的方向性除s軌道是球形的以外，其它原子軌道都有其固定的延展方向，所以共價鍵在形成時，軌道重疊也有固定的方向，共價鍵也有它的方向性，共價鍵的方向決定著分子的構形。 影響共價鍵的方向性的因素為軌道伸展方向4.鍵的極性與分子的極性1）鍵的極性離子鍵由陰陽離子通過靜電作用而形成，正負電荷分別集中在兩端，好像一根磁鐵棒的南北兩極，所以典型的離子鍵是極性很強的鍵。在單質(zhì)分子中，同種原子形成

9、共價鍵，電子對不偏移，為非極性鍵。在化合物分子中，不同種原子形成共價鍵，電子對發(fā)生偏移，為極性鍵。 化合物分子中的兩種原子吸引電子能力相差越大則共價鍵極性越強。電負性表示原子在分子中吸引成鍵電子能力。電負性數(shù)值大小在0.7-4.0之間。元素的電負性數(shù)值越大，它吸引電子的能力越強。2）分子的極性非極性分子：整個分子的電荷分布均勻的、正負電荷重心重合的分子是非極性分子。如： H2、Cl2、N2、O2等。極性分子：整個分子中電荷分布不均勻、正負電荷重心不重合的分子叫做極性分子。如：HCl、H2O、NH3等。5.化學鍵的極性與分子極性的關系非極性鍵化學鍵的極性與分子極性的關系非極性分子如：H2、O2、

10、N2、O3極性鍵極性分子如：HCl、H2O、NH3、HFSO2非極性分子因為分子空間構型對稱，如：CH4CO2小結(jié)化學鍵離子鍵共價鍵非極性鍵極性鍵非極性分子極性分子非極性分子用共價鍵理論說明H2、HCl分子的形成內(nèi)容多，需要時間消化學習情景一：物質(zhì)結(jié)構任務二 原子核外電子的排布、化學鍵思考：1.核外電子排布的規(guī)律。2. 了解近似能級圖。 3. 掌握核外電子排布和元素周期系。2.2、核外電子排布的規(guī)律1.保里(Pauli)不相容原理2.能量最低原理3.洪特(Hund)規(guī)則2.3 化學鍵思考1. 離子鍵及其特性。 2. 共價鍵及其特征。2.3.1、離子鍵及其特性1.離子鍵的形成2.3.2共價鍵及其特征1.共價鍵的形成2.現(xiàn)代價鍵理論VB法的要點3.共價鍵的特點共價鍵的飽和性共價鍵的方向性4.鍵的極性與分子的極性1）鍵的極性2）分子的極性5.化學鍵的極性與分子極性的關系P23