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結構化學怎麼判斷物質的結構

發布時間:2022-10-31 05:00:53

⑴ 選修三結構化學知識點總結

結構化學是在原子- 分子水平上研究物質分子構型與組成的相互關系以及結構和各種運動的相互影響的化學分支學科。接下來我為你整理了選修三結構化學知識點總結,一起來看看吧。

選修三結構化學知識點:原子結構

1、能層和能級

(1)能層和能級的劃分

①在同一個原子中,離核越近能層能量越低。

②同一個能層的電子,能量也可能不同,還可以把它們分成能級s、p、d、f,能量由低到高依次為s、p、d、f。

③任一能層,能級數等於能層序數。

④s、p、d、f……可容納的電子數依次是1、3、5、7……的兩倍。

⑤能層不同能級相同,所容納的最多電子數相同。

(2)能層、能級、原子軌道之間的關系

每能層所容納的最多電子數是:2n2(n:能層的序數)。

2、構造原理

(1)構造原理是電子排入軌道的順序,構造原理揭示了原子核外電子的能級分布。

(2)構造原理是書寫基態原子電子排布式的依據,也是繪制基態原子軌道表示式的主要依據之一。

(3)不同能層的能級有交錯現象,如E(3d)>E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(5d)>E(6s)、E(6d)>E(7s)、E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)等。原子軌道的能量關系是:ns<(n-2)f < (n-1)d

(4)能級組序數對應著元素周期表的周期序數,能級組原子軌道所容納電子數目對應著每個周期的元素數目。

根據構造原理,在多電子原子的電子排布中:各能層最多容納的電子數為2n2 ;最外層不超過8個電子;次外層不超過18個電子;倒數第三層不超過32個電子。

(5)基態和激發態

①基態:最低能量狀態。處於 最低能量狀態 的原子稱為 基態原子 。

②激發態:較高能量狀態(相對基態而言)。基態原子的電子吸收能量後,電子躍遷至較高能級時的狀態。處於激發態的原子稱為激發態原子 。

③原子光譜:不同元素的原子發生電子躍遷時會吸收(基態→激發態)和放出(激發態→較低激發態或基態)不同的能量(主要是光能),產生不同的光譜——原子光譜(吸收光譜和發射光譜)。利用光譜分析可以發現新元素或利用特徵譜線鑒定元素。

3、電子雲與原子軌道

(1)電子雲:電子在核外空間做高速運動,沒有確定的軌道。因此,人們用“電子雲”模型來描述核外電子的運動。“電子雲”描述了電子在原子核外出現的概率密度分布,是核外電子運動狀態的形象化描述。

(2)原子軌道:不同能級上的電子出現 概率 約為90%的電子雲空間輪廓圖 稱為原子軌道。s電子的原子軌道呈 球形對稱,ns能級各有1個原子軌道;p電子的原子軌道呈紡錘形,np能級各有3個原子軌道,相互垂直(用px、py、pz表示);nd能級各有5個原子軌道;nf能級各有7個原子軌道。

4、核外電子排布規律

(1)能量最低原理:在基態原子里,電子優先排布在能量最低的能級里,然後排布在能量逐漸升高的能級里。

(2)泡利原理:1個原子軌道里最多隻能容納2個電子,且自旋方向相反。

(3)洪特規則:電子排布在同一能級的各個軌道時,優先佔據不同的軌道,且自旋方向相同。

(4)洪特規則的特例:電子排布在p、d、f等能級時,當其處於全空 、半充滿或全充滿時,即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14,整個原子的能量最低,最穩定。

能量最低原理表述的是“整個原子處於能量最低狀態”,而不是說電子填充到能量最低的軌道中去,泡利原理和洪特規則都使“整個原子處於能量最低狀態”。

電子數

(5)(n-1)d能級上電子數等於10時,副族元素的族序數=ns能級電子數

選修三結構化學知識點:元素周期表和元素周期律

1、元素周期表的結構

元素在周期表中的位置由原子結構決定:原子核外的能層數決定元素所在的周期,原子的價電子總數決定元素所在的族。

(1)原子的電子層構型和周期的劃分

周期是指能層(電子層)相同,按照最高能級組電子數依次增多的順序排列的一行元素。即元素周期表中的一個橫行為一個周期,周期表共有七個周期。同周期元素從左到右(除稀有氣體外),元素的金屬性逐漸減弱, 非金屬性逐漸增強。

(2)原子的電子構型和族的劃分

族是指價電子數相同(外圍電子排布相同),按照電子層數依次增加的順序排列的一列元素。即元素周期表中的一個列為一個族(第Ⅷ族除外)。共有十八個列,十六個族。同主族周期元素從上到下,元素的金屬性逐漸增強,非金屬性逐漸減弱。

(3)原子的電子構型和元素的分區

按電子排布可把周期表裡的元素劃分成 5個區,分別為s區、p區、d區、f區和ds區,除ds區外,區的名稱來自按構造原理最後填入電子的能級的符號。

選修三結構化學知識三字經

選修三,新增添,看似繁,實不難,

說理想,說成績,盼學子,多努力。

大爆炸,原子生,少量氦,大量氫,

原子中,看電子,能量差,分七層,

能層中,分能級,數軌道,電子添,

泡利理,兩個反,洪特則,單獨占,

構造理,排電子,鉻和銅,皆不從,

一個半,一個全,為特例,能量低,

激發態,變基態,電子遷,光呈現,

光譜儀,吸和放,現新素,舊素鑒,

電子行,無規律,電子雲,是幾率,

百九十,不同形,S球,P 啞鈴。

基原子,電子排,去0族,價電來,

價電子,看規律,周期表,分五區,

ds,d 緊連,sp,守兩邊,

f區,不重要,含鑭錒,須知道,

周期律,看變化,電離能,電負性,

比半徑,兩因素,數能層,電荷數。

共價鍵,結分子,電子對,為共用,

電子雲,球啞鈴,據重疊,分鍵型,

西格瑪,頭碰頭,重疊大,鍵穩定,

P P л, 肩並肩,要出現,鍵二三,

鍵參數,能長角,穩不穩,能大小,

鍵越長,能越小,分子形,看鍵角,

價原同,等電體,性質似,新原理。

分子多,形不同,價層斥,求穩定,

A B n ,看中原,鍵全成,n 定形,

分子內,存雜化,孤電對,西格瑪,

配合物,新化鍵,濃與稀,顏色變,

配離子,金屬成,主族少,過渡豐。

溶不溶,看極性,非極性,電歸中,

分子間,力兩面,范德華,和氫鍵,

手性碳,四鍵連,皆不同,始為然,

含氧酸,比酸性,非羥基,氧減氫。

非晶體,量很少,有玻璃,和橡膠,

得晶體,三途徑,析結晶,兩種凝,

自范性,多面體,能衍射,各向異,

多晶胞,六面體,需並置,且無隙。

分子晶,很常見,多為氣,五類判,

配位高,密堆積,硬度小,熔沸低。

原子晶,共價鍵,熔沸高,硬度好。

電子氣,金屬晶,導熱電,延展性,

簡單立,和K型,密堆積,Mg和Cu。

混合晶,為石墨,碳異形,兼三性。

離子晶,晶格能,看電荷,比半徑,

一幾何,二電荷,兩因素,配位數。

乘長風,破激浪,積跬步,高峰上,

⑵ 如何判斷物質空間構型

利用價層電子對互斥理論、軌道雜化理論來判斷空間構性。
價層電子對互斥理論(英文:Valence
Shell
Electron
Pair
Repulsion,簡稱為VSEPR),是一個用來預測單個共價分子形態的化學模型。理論通過計算中心原子的價層電子數和配位數來預測分子的幾何構型,並構建一個合理的路易斯結構式來表示分子中所有鍵和孤對電子的位置。
只有最外電子層中不同能級中的電子可以進行軌道雜化,且在第一層的兩個電子不參與反應。不同能級中的電子在進行軌道雜化時,電子會從能量低的層躍遷到能量高的層,並且雜化以後的各電子軌道能量相等(等性雜化)又高於原來的能量較低的能級的能量而低於原來能量較高的能級的能量。當然的,有幾個原子軌道參加雜化,雜化後就生成幾個雜化軌道。雜化軌道成鍵時,要滿足原子軌道最大重疊原理。雜化後的電子軌道與原來相比在角度分布上更加集中,從而使它在與其他原子的原子軌道成鍵時重疊的程度更大,形成的共價鍵更加牢固。
構型也叫分子的空間結構,由化學鍵決定的化學結構,幾何異構,包括結構單元的連接方式大分子的鏈骨架的幾何形狀,共聚物序列結構。
由於共價鍵具有方向性,所以每個分子具有一定的幾何構型,一個分子的三維形狀可以用電子疇理論ED預測。價電子傾向於與反旋電子配對,這種配對成為電子疇。電子疇理論討論的是對某一個給定原子最外圍電子在幾何空間的分布以及電子與其他參與成鍵的院子的電子配對情況。有兩類電子疇。成鍵電子疇和非成鍵電子疇。

⑶ 用結構化學知識怎樣去預測一個物質的結構和能量

結構化學就是教你如何從量子力學基本原理(薛定諤方程)開始,一步步應用到具體的系統,來解釋分子的微觀性質以及分子間的相互作用和機理。
我們說不同的勢(含在哈密頓裡面)決定了不同形式的波函數。於是就有了一維到N維勢箱、有了諧振子、有了剛性轉子、有了隧穿然後把一個質子和一個電子拼起來,就有了氫原子模型。再多加點電子,就有了原子模型。幾個原子放到一起,就有了分子軌道理論。幾個分子碰到一起,就有了反應機理。好多好多分子變成固體,就有了晶體理論……

⑷ 如何判斷物質的結構式

結構式:用元素符號和短線表示化合物(或
單質
)分子中原子的排列和結合方式的式子.
例如二氧化碳結構式為0=C=0

⑸ 結構化學中如何判別物質是什麼晶體,求幫助謝謝

相鄰原子之間通過強烈的共價鍵結合而成的空間網狀結構的晶體叫做原子晶體
分子間通過分子間作用力(包括范德華力和氫鍵)構成的晶體叫做分子晶體
由正、負離子或正、負離子集團按一定比例通過離子鍵結合形成的晶體稱作離子晶體
金屬晶體都是金屬單質,構成金屬晶體的微粒是金屬陽離子和自由電子(也就是金屬的價電子)。

⑹ 關於結構化學判斷物質空間結構的問題

其實這種情況,可以用四捨五入,小數點後大於五的,可以進一,然後在根據vmp推斷構型,不過你要確定你是沒算錯的的情況下才出現分數才行。

⑺ 如何判斷物質是由分子構成的還是原子構成的

(1) 原子直接構成的物質:內部是由化學鍵連接構成的一個巨大的整體,沒有很小的重復單元(可以認為單一的一個原子是最小重復單元).常見的由原子直接構成的物質有:金屬,稀有氣體,某些固態非金屬如C,Si ,以後判斷一種物質是不是由原子直接構成,最直觀的辦法是看能不能用元素周期表中的單個元素符號直接表示該種物質,能直接用元素符號表示的就是原子直接構成的,反之,則不是.就是說原子直接構成的物質一定是單質,並且化學式沒有下標數字,只有元素符號.(這里要提到P和S,這兩種不是原子直接構成的,因為它們都是有最很小重復單元的,P真正的化學式是P4,P4是P的最小重復單元,就是說P單質是由無數個P4分子構成的餓,所以P是分子構成的.初中簡寫了,還有S真正的化學式是S2,S4,S8,等)(只限初中,到高中有SiO2,它雖不是單質,並且有數字下標,但它還是原子直接構成的,與它內部結構有關,SIO2的結構是SI和O原子交替以共價單鍵連接並向空中無限制發展的網狀結構,不存在分子,沒有最小重復單元.在這里就不解釋了,高中會學)(2)分子構成的物質:內部有最小的重復單元,最小重復單元是分子,物質是由無數個這些相同的最小重復單元通過分子間作用力構成的,這中分子間力很小,就是說由分子構成的物質並不是一個很牢固的整體.(3)由離子構成的物質:內部沒有重復的最小單元,本身是通過離子鍵連接成的一個整體,但是我們為了研究它的結構,往往會人為的劃定出它的最小重復單元,就是晶胞.要注意的是它每個最小的重復單元內部是由離子鍵連接的,和分子晶體的共價鍵區別開,這就是為什麼界定它是由離子都成的原因.在初中很難把它和分子構成的物質區別開,其實有一個很直觀的判斷方法,有金屬元素或銨根離子的化合物就是離子構成的,沒有這兩種東西的物質就是分子構成的.(二)如果說快速的判斷,那隻能記住主要的幾類,化學沒有萬能的公式,定理.由於一些物質的結構特殊,必然會有特例,所以只要記住主要的和常見的幾類即可.(1)常見的由原子直接構成的物質有:金屬,稀有氣體,某些固態非金屬如C,Si .以後判斷一種物質是不是由原子直接構成,最直觀的辦法是看能不能用元素周期表中的單個元素符號直接表示該種物質,能直接用元素符號表示的就是原子直接構成的,反之,則不是.就是說原子直接構成的物質一定是單質,並且化學式沒有下標數字,只有元素符號.(只限初中)特例:SiO不是單質,但也是由原子直接構成,除此,大部分不溶於水的金屬氧化物都是原子直接構成的.(2)常見的分子構成的:只要化學式中不含金屬元素,不含NH4+的都可認為是由分子構成的.(稀有氣體除外)比如,所有氣體,所有的有機物,所有的酸,H20,I2,Br2等等.特例:AlCl3雖含有金屬元素,但AlCl是由Al2Cl6分子(2個AlCl分子聚合成二聚態的Al2Cl6)構成的.(3)由離子構成的:一般化學式中含有金屬離子,NH4+都可認為是由離子構成的.比如所有的鹼,所有的有機鹽,無機鹽.特例:AlCl3可認為是由分子構成的,沒有因為Al3+,同理,所有可溶於水的金屬氧化物都是由離子構成的,比如Na2O等.

⑻ 測定化學物質的結構

既然能夠達到使用氣質測定物質結構的程度,相信已經具有一定純度。
如果該物質的化學結構完全未知,則需要測定幾個儀器分析的譜圖,綜合解析來判斷分子結構。

如果物質是有機化合物,可以作核磁共振氫譜、碳譜測試:選用CCl4、氘代氯仿等氘代溶劑,溶解樣品,測得 H1-NMR,C13-NMR。如果經費容許,化學結構又比較復雜,可以繼續作:碳氫-化學位移相關二維譜(CH-COSY).這樣對完全解析NMR譜圖、得出明確的分子結構有益。

如果物質是完全未知的,可以測紅外光譜(IR)。在紅外光譜中,很容易檢測出:有沒有羰基、C-O鍵、CHn基團、C=C、碳碳三鍵、碳氮三鍵等等基團。等到核磁共振氫譜、碳譜解析出一些可能分子結構後,紅外光譜可以發揮鑒別、篩選、鑒定的功能。

質譜可以獲得純凈物樣品的分子量數據,分子結構中含有不含有鹵素(F、Cl、Br、I)、磷(P)【含不含磷,在解析核磁共振氫譜和碳譜時就會有所覺察和判斷!此處可以協同判斷驗證】等。在核磁共振氫譜和碳譜、紅外光譜聯合解析得到一些可能結構後,質譜往往能夠發揮進一步篩選、檢驗的作用。

元素分析,費用較小,可以做做,從中計算CHNO的原子個數比例。其中,C、H、N是直接測量,100%減去CHN的成分就是O的。如果含有CHNO外的元素時,O的含量就不能獲得。除非問清楚儀器還能不能給出S、P的含量數據,不能的話,就不必測定元素分析。

測定和解析,加上樣品的制備、提純,等等,可以構成一篇很充實內容的科研論文。在測定物質分子結構方面,還有核磁共振的其它許多測試,如:有助於分子結構譜圖解析的特殊譜圖測定,選擇性去耦、更多的二維譜,可以有更深入的測試研究。如果和樣品的其它研究結果和討論相結合,這些內容完全可以被組織在幾篇有分量的科研論文之中予以發表。祝你 成功!

⑼ 物質的時候,怎麼確定它的分子結構

物質的時候,怎麼確定它的分子結構
這問題既科學又哲學.:一切物質都是由完全相同的微粒構成:質子、中子、電子.正因為每種物質是由這三種粒子以不同的數量、排列方式組成,才使得物質有不同的性質.也就是結構決定性質.世間萬物本質相同,只因微觀的結構不同,使宏觀性質不同.
如:二氧化硅 正四面立體結構 具有穩定性

⑽ 怎麼樣判斷物質的立體結構

對於簡單的有機物來說,你可以這樣判斷,如果每個碳原子結合的原子是3個或2個,則有可能共面;如果有碳原子結合了4個原子,則這個碳原子所結合的4個原子最多有2個可以在碳原子所在的平面里.

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