2.1核外电子运动状态（课件）-《药用基础化学技术》同步教学（江苏教育出版社）

药用基础化学技术 项目二 物质结构基础 1 任务1 核外电子运动状态 任务2 原子核外电子排布 任务3 元素周期律和元素的基本性质 任务4 化学键 任务5 分子间作用力和氢键 2 ●能够理解电子云、电子亚层、能级和轨道等的含义。 ●能够运用泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则写出一般元素的原子核外电子排布式和价电子构型。 ●理解原子结构和元素周期表的关系、元素若干性质（原子半径、电离能、电负性）与原子结构的关系。 ●了解离子键理论的基本要点及离子键的特征，理解决定离子化合物性质的因素及离子化合物的特征。 ●熟悉电子配对法的内容，掌握共价键的特征，学会用杂化轨道理论来解释一般分子的构型。 ●了解分子间力的概念；掌握分子极性与分子结构的关系，掌握相似相溶定律及其在医药等领域的应用。 ●了解氢键的形成和特征，会用氢键知识解释物质的性质，了解氢键知识在医药等领域的重要作用。 学习目标 3 任务1 核外电子运动状态 任务2 原子核外电子排布 任务3 元素周期律和元素的基本性质 任务4 化学键 任务5 分子间作用力和氢键 4 2009年，上图中的三位科学家因“对核糖体结构和功能的研究”而获得诺贝尔化学奖。他们在原子水平上显示了核糖体的形态和功能，标出了构成核糖体的无数个原子每个所在的位置。他们的研究成果如今被科学家们用以开发新的抗生素，直接帮助了人类挽救生命及减少人类的痛苦，他们被誉为“生命化学工厂的设计大师”。 在21世纪，生物活性分子的设计及其与生物大分子的作用、生物分子的光物理特性研究，成为跨学科、跨领域的前沿性研究，探索癌症发病的分子机制对于攻克癌症具有重要意义，开展与人类疾病相关的分子药物学、分子医学、分子药理学、基因药物的基础及应用研究，都将成为医药领域重点研究的内容。 在分子水平上进行药物设计技术，可以大大加速现代药物的研发速度、有效地降低研发成本和缩短研发周期。尽快将此技术运用于药物现代化研究已经引起各国广泛重视。应用分子模拟及在分子水平上进行药物设计， 目前在医药领域应用日趋活跃，并极大促进了新药研发、药靶发现与确认、合理用药分子基础研究等的发展。 上述事例告诉我们，从原子、分子水平上对医药领域应用前沿的问题进行研究，已经成为医学、药学等很多学科的科研工作者的重要内容，作为医学、药学专业的大学生，学习原子、分子及分子结构的知识，是我们以后从事专业工作不可或缺的条件。 任务1 核外电子运动状态 案例解析 5 物质的性质是结构的反映，分子结构和原子结构是物质内部结构的基础。物质发生化学反应时，其原子核外的电子将发生得失或偏移。因此，要了解物质的性质及其变化规律，必须研究组成各种物质的分子或原子的内部结构。本章主要讨论原子核外电子的运动状态、核外电子排布、元素的基本性质及其周期性的变化规律、化学键、分子的结构和分子间作用力。 任务1 核外电子运动状态 案例解析 6 原子是由原子核和核外电子组成的，原子核的直径大小约为10-15m，相当于原子半径的万分之一，是由带正电的质子和不带电的中子组成，原子核对带负电的核外电子有一定的束缚作用，使得电子围绕中央的原子核在核外直径约为10-10m的空间内绕核做高速圆周运动。原子的结构组成如图2-1所示。 任务1 核外电子运动状态 7 因此，电子云表示电子在核外空间各个区域出现的概率大小，是电子在原子核外空间运动的具体图像。同时，氢原子的照片叠印的张数越多，这个统计规律就越准确。 任务1 核外电子运动状态 一、电子云的概念 8 对氢原子来说，在离核53pm的球壳内电子出现的几率最大，球壳以外的地方，电子云密度就极低。因此我们把电子出现几率相等的地方连接起来，作为电子云的界面（图2-3），这个界面所包括的空间范围叫做原子轨道。由此可见，原子轨道与宏观的轨道意义不同，原子轨道实际上表现的是电子经常出现的区域。 任务1 核外电子运动状态 一、电子云的概念 9 1、主量子数（n）——电子层 主量子数n是决定核外电子的能量和电子离核平均距离的参数。n值越大，电子离核愈远，电子的能量愈高。 2、角量子数（l）——电子亚层和电子云形状液 角量子数又称副量子数，它确定原子轨道和电子云的形状，并在多电子原子中和n一起决定电子的能量。对于多电子原子来说，同一电子层中的l值越小，该电子亚层的能级越低。 3、磁量子数（m）——电子云的伸展方向 磁量子数m与电子能量无关。l相同，m不同的原子轨道（即形状相同，空间取向不同的原子轨道）其能量是相同的。能量相同的各原子轨道称为简并轨道或等价轨道，简并轨道的数目，称为简并度。 4、自旋量子数（ms） 原子中