§1-2共价键与分子结构 Covalent Bond and Molecular Structure 一、原子勃道和核外电子排布 1原子轨道 在经典物理中:根据波动方程(偏微分方 程)求出的波函数用于描述波的运动状态 电子等微观粒子具有波粒二象性
§1-2 共价键与分子结构 Covalent Bond and Molecular Structure 一、原子轨道和核外电子排布 1.原子轨道 在经典物理中：根据波动方程（偏微分方 程）求出的波函数用于描述波的运动状态 → 电子等微观粒子具有波粒二象性 →
同样可以根据波动方程求出描述电子运动状 态的波函数y(x,y,2) (r,,@) 在 维空间的图形,反映了在核外空间能找到电 子的区域,该区域可代表原子轨道的图形→ 波函数y称为原子轨道→用球坐标表示波函数 时,v为xθ,φ三个变量的函数,z表示电子 与核的距离,θ和φ表示电子的方位 ▲V
→ 同样可以根据波动方程求出描述电子运动状 态的波函数(x,y,z) → (r,θ,φ) → 在 三维空间的图形，反映了在核外空间能找到电 子的区域，该区域可代表原子轨道的图形 → 波函数称为原子轨道 →用球坐标表示波函数 时， 为r,θ, φ三个变量的函数，r表示电子 与核的距离，θ和φ表示电子的方位
反映出在空间某一点找到电子的几率。原子 的核外空间,从内到外有各种能级不同的电子 层→离原子核越远→>电子层的能级越高 某原子核外电子层的总层数在数值上等于该原 子的元素在周期表中所属的周期数。在每一电 子层上,又有能级不同的各种类型的原子轨道 ,即亚层。具有不同能量的电子,在不同能级 的各种原子轨道上运动。 ▲V
→ 反映出在空间某一点找到电子的几率。原子 的核外空间，从内到外有各种能级不同的电子 层 → 离原子核越远 → 电子层的能级越高 → 某原子核外电子层的总层数在数值上等于该原 子的元素在周期表中所属的周期数。在每一电 子层上，又有能级不同的各种类型的原子轨道 ，即亚层。具有不同能量的电子，在不同能级 的各种原子轨道上运动
电子层亚层原子轨道数目最多可容纳的电子数目 2 2 2p 3(px, Py,pz) 3s p 3d 5 10 4s p 4d 4f
电子层 亚 层 原子轨道数目 最多可容纳的电子数目 1 1s 1 2 2 2s 2p 1 3(px,py,pz) 2 6 3 3s 3p 3d 1 3 5 2 6 10 4 4s 4p 4d 4f 1 3 5 7 2 6 10 14 ……
y ls轨道角度分布图 基态氢原子1s 电子云分布图
1s轨道角度分布图 基态氢原子1s 电子云分布图 y z x +
2px轨道2py轨道2pz轨道 角度分布图 ▲V
2px 轨道 2py轨道 2pz轨道 角度分布图 y z x + y z x y x z + +
原子轨道的能级次序: 1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s< 4d<5p<6s<4f<5d<6p 2擦外电排布 核外电子排布符合能量最低原理,Paui原理 和Hund规则。 ▲V
原子轨道的能级次序： 1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d＜4p＜5s＜ 4d＜5p＜6s＜4f＜5d＜6p…… 2.核外电子排布 核外电子排布符合能量最低原理，Pauli原理 和Hund规则
原子元素 数 核外电子排布 电子构型 3456 N0N088mHB sssssgkk 789012345678 ls2 ls222 3s lg Is A 2p333p s3s 32 CI 2522 3 3p 33p
原子 序数 元素 符号 核外电子排布 电子构型 1s 1 H ↑ 1s1 2 He ↑↓ 2s 1s2 3 Li ↑↓ ↑ 1s2 2s1 4 Be ↑↓ ↑↓ 2p 1s2 2s2 5 B ↑↓ ↑↓ ↑ 1s2 2s2 2p1 6 C ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 1s2 2s2 2p2 7 N ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ 1s2 2s2 2p3 8 O ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 1s2 2s2 2p4 9 F ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ 1s2 2s2 2p5 10 Ne ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 3s 1s2 2s2 2p6 11 Na ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ 1s2 2s2 2p6 3s1 12 Mg ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 3p 1s2 2s2 2p6 3s2 13 Al ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 14 Si ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 15 P ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 16 S ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 17 Cl ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 18 Ar ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
共价键理论 1价键理论 价键理论所用的量子力学方法—电子配 对法:两原子各有一个自旋相反的未成对电子, 相遇时才能配对成键。 共价键的特性:饱和性和方向性。 共价键的类型:σ键和π键
二、共价键理论 1.价键理论 价键理论所用的量子力学方法——电子配 对法：两原子各有一个自旋相反的未成对电子， 相遇时才能配对成键。 共价键的特性：饱和性和方向性。 共价键的类型：σ键和π键
S- S W x px p ▲V
s - s px - s px - px + + x + + x + + x