【络合物】含有络离子的一类复杂化合物，例如冰晶石Na₃[AlF₆]、硫酸四氨合铜(II)[Cu(NH₃)₄]SO₄、氢氧化二氨合银[Ag(NH₃)₂]OH等。上述络合物的化学式中，用方括号括起的部分叫络离子，是络合物的内界，方括号以外的部分是络合物的外界。络离子是由中心离子(或原子)和配位体以配位键结合而成。常见的中心离子是过渡元素离子如Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Ag⁺、Hg²⁺等；常见的配位体有F^-、Cl^-、C_n^-、SCN^-离子和NH₃·H₂O等分子。它们之间容易形成络离子如[Fe(SCN)]²⁺、[Ag(NH₃)₂]⁺、[Cu(H₂O)₄]²⁺等。络合物的内界与外界以离子键结合，络合物溶于水时，完全电离产生络离子：[Ag(NH₃)₂]OH[Ag(NH₃)₂]⁺＋2OH^-

络离子比较稳定，在水溶液中部分电离。

[Ag(NH₃)₂]⁺Ag⁺＋2NH₃

络合物普遍存在。例如人体中的血红素是Fe³⁺的络合物，植物体内的叶绿素是Mg²⁺的络合物。络合物广泛应用于工农业生产和科学技术，例如金的提取、电镀、照相技术，离子的鉴定和测定等。络合物，现称为配位化合物，简称配合物。

【电负性】 分子中原子对成键电子吸引能力的相对大小的量度。目前有三套电负性数据：鲍林（Linus Pauling)电负性，用x^p表示；密立根（Mulliken)电负性，用x^M表示；阿莱-罗周（Allred-Rochow)电负性，用x^A表示。三套电负性数据，是在不同的基础上计算出来的，因此它们的数值不完全相同，但都能反映元素的原子在化合物中吸引电子的能力。

【说明】
1. 元素电负性的值是个相对的量，它没有单位。电负性大的元素吸引电子能力强,反之就弱。同周期主族元素电负性从左到右逐渐增大,同主族元素的电负性从上到下逐渐减小。
2. 元素电负性的概念最先是由鲍林(Linus Pauling, 1901— 1994)于1932年在研究化学键性质时提出来的。他指定电负性最大的氟的值为4. 0，然后根据键能推算其他元素的相对电负性的数值。后来又有人作了更精确的计算，对鲍林的电负性值作了修改。1934 年，马利肯（Robert. Sanderson Mulliken, 1896—)采用 电离能（I）和电子亲和势(EA)结合的方法求出电负。1957年， 阿莱-罗周(Allred-Rochow)又根据原子的有效核电荷(Z*)对成 键电子的静电引力算出一套电负性数据X_AR。他们所用公式是 X_AR=0. 359z*/r² + 0. 744，式中r是原子的共价半径(10^-10米)。
3. 现行中学课本上的元素电负性(X_F=4.0, X_Cl = 3.0, X_Cs =0.7…)是鲍林最早的标度值。由于键能值已几经修改,现今书刊上的数据已不是原先的数据，已作适当的修正。
4. 元素的原子在不同分子中的价态、所带电荷量以及相应轨 道杂化方式等因素都会影响原子吸引电子的能力，因此每一元素的电负性实际表现不是一成不变的。
5. 根据元素电负性大小可判别化合物分子中键的性质。 两种元素的电负性差值(X_A—X_B)越大,形成键的极性越强。鲍林曾对A—B键的离子性大小提出如下经验方程式。

【定义】指基态的气态原子、离子或分子得到一个电子所释放的能量。元素的电子亲合能指元素的气态原子得到一个电子变为气态-1价阴离子所释放的能量。从电子亲合能数据可以判断元素的原子得电子的难易。非金属元素一般具有比较大的电子亲合能。因此，非金属元素的原子比金属元素的原子容易得电子。

【说明】

1. 电子亲和势的常用符号恰好同热力学惯用符号相反。热力学上把放出能量取为负值,例如，氟原子F(g) +e-→F^-(g), ΔH= - 322kJ/mol。而氟的电子亲和势（EA)被定义为 322kJ/mol。为此,有人建议元素的电子亲和势是指从它的气态阴离子分离出一个电子所吸收的能量。于是，氟离子F^-(g) -e-→F(g), ΔH= 322 kJ/mol。两者所用符号就趋于统一。可以认为,原子的电子亲和势在数值上跟它的阴离子的电离能相同。
2. 根据电子亲和势数据可以判断原子得失电子的难易。非金属元素一般具有较大的电子亲合势,它比金属元素容易得到电子。
3. 电子亲和势由实验测定,但目前还不能精确地测得大多数 元素的电子亲和势。
4. 元素的电子亲和势变化的一般规律是：在同一周期中，随着原子序数的增大,元素的电子亲和势一般趋于增大,即原子结合电子的倾向增强,或它的阴离子失去电子的能力减弱。在同一族中,元素的电子亲合势没有明显的变化规律。当元素原子的电子排布呈现稳定的s²、p³、p⁶构型时,EA值趋于减小，甚至ⅡA族和零族元素的EA都是负值，这表明它们结合电子十分困难。
5. 在常见氧化物和硫化物中含有一2价阴离子。从0^-(g) 或S^-(g)结合第二个电子而变成0^2-(g)或S^2-(g)时，要受到明显的斥力，所以这类变化是吸热的。即0^-(g) +e- → 0^2-(g),ΔH= 780kJ/mol；S^-(g) +e- → S^2-(g),ΔH= 590kJ/mol；这些能量能从形成氧化物或硫化物晶体时放出的晶格能得到补偿。

【定义】又称离子有效半径，是通过实验测定的。一般认为的离子半径是：离子晶体中相邻的两个正负离子的核间距是正负离子的半径之和。若核间距为d，则d=r^＋＋r^－（r^＋，r^-分别代表正负离子的半径)。已知一个离子的半径和核间距，就可以求出另一离子的半径。原子失去电子形成的阳离子的半径比其原子半径小，如Na原子半径为 1.537×10^－10米，而Na⁺离子半径为0.95×10^-10米。原子得到电子形成的阴离子的半径比其原子半径大，如Cl原子半径为0.99×10^-10米，而Cl^-离子的半径为1.81×10^-10米。

【说明】
1.由于电子的波动性,离子不可能有确切的界面，所以很难确定它的真正半径。又因离子具有(或近似具有)球对称电子云，通常把阳、阴离子不等径圆球相切时的核间距作为两个离子的离 子半径的和。因此,离子半径指离子在晶体中的“接触”半径。
2.离子并非钢性圆球。为了使阳、阴离子在晶体中各跟尽可能多的异号离子接触，从而使体系的能量尽可能低，阳、阴离子必须在不同晶体中采用不同的密堆积方式。同一种离子在不同晶型 中表现的“接触”半径也有不同。一般所说的离子半径，是以NaCl型离子晶体为标准的数值。
3.阳离子是由原子失去电子而形成的，它的半径总比相应原子半径小(rNa⁺=95pm, rNa=l57pm)。阴离子半径因最外层电子数增多，它比相应的原子半径大(如rCl^- =181pm, rCl=99pm)。一般来说,阳离子半径较小，阴离子半径较大。
4.周期表中各元素的离子半径变化规律有：
(1)同一周期中阳离子半径随价数增加而减小,而阴离子半径随价数降低略有减小。
(2)同族元素的离子半径从上到下逐渐增大。
(3)周期表中左上方和右下方对角线上元素的相应价态离子 (如 Na⁺、Ca²⁺和 Y³⁺ ;Ti⁴⁺ 、Nb⁵⁺和 W⁶⁺;Li⁺ 和Mg ²⁺ 等)的离 子半径比较接近。 ， 
(4)同种元素阳离子的价态越高,半径越小(rFe²⁺ = 76pm, rFe³⁺ = 64pm) 
(5)同价镧系元素的离子半径随原子序数的增加而减小。因此,镧系后的元素跟前一周期的同族元素(如锆和铪、铌和钽、钼和钨)离子半径大致相等。这跟规律(2)所述有所不同

【分子间作用力】又称范德华(Van der Waals)力。是物质分子间存在着的作用力, 无方向性, 无饱和性。是短程作用力, 其范围约3～5×10^-10 米。分子间作用力比化学键的键能要弱得多, 比化学键的键能小一、二个数量级。分子间作用力有取向力、诱导力和色散力三种, 一般以色散力为主。分子间作用力是决定分子型物质的熔点、沸点、气化热、熔化热以及溶解度、表面张力、粘度等物理化学性质的主要因素。

【色散力】分子间作用力的主要成分。色散力普遍存在于各种分子之间。由于分子中电子不断运动和原子核的不断振动,经常发生电子云和原子核之间的瞬时相对位移, 因而产生了瞬时偶极。瞬时偶极虽然存在的时间极短, 但总是不断地出现。这种由瞬时偶极产生的分子间作用力叫色散力。色散力的大小和分子的变形性、电离势以及分子间的距离有关。

【取向力】分子间作用力的一种。存在于极性分子和极性分子之间。当两个极性分子相互接近时,一个分子带负电的一端要和另一个分子带正电的一端接近, 使极性分子有按一定方向排列的趋势。这种由极性分子的取向而产生的分子间作用力叫取向力。取向力的本质是静电引力,取向力的大小和分子的偶极矩(见偶极矩)的大小、温度及分子间的距离有关。

【诱导力】分子间作用力的一种。存在于极性分子与非极性分子之间以及极性分子和极性分子之间；离子和分子以及离子和离子之间。当极性分子和非极性分子接近时, 极性分子的偶极使非极性分子极化而产生诱导偶极, 这种由于诱导偶极而产生的作用力叫诱导力。极性分子之间, 离子和分子以及离子和离子之间也会产生诱导力。诱导力的大小和分子的偶极矩、变形性及分子间距离有关。 

说明

1.分子间作用力首先是由荷兰物理学家范德华提出的，因此又叫范德华力。由于这种力的存在，常温下是气态的物质，在降温和加压时能够凝聚成液态，再能凝结成固态的分子晶体。在发生物态变化时分子的组成不变，只是分子间距离缩短（或伸长），分子的运动逐步由无序向有序（或者相反）过渡。

2.分子间作用力约比化学键的作用力小1一2个数量级。分子间作用力约为每摩尔几个到几十个千焦，作用力范围约为300 一500 pm。

3.分子间作用力来源于分子间的取向力、诱导力和色散力。取向力只存在于极性分子间，是极性分子间靠具有电性的永久偶极间的相互作用。诱导力存在于极性分子间和极性分子与非极性分子间。非极性分子受极性分子偶极电场的影响，能使正、负电荷中心发生位移，产生诱导偶极。诱导偶极和极性分子永久偶极间的作用力就是诱导力，又叫变形极化作用力。色散力又叫瞬时极化作用力，普遍存在于各种分子之间，因为非极性分子也会由于电子运动和原子核振动而发生瞬时相对位移而形成瞬时偶极，于是瞬时偶极间发生相互作用。

分子中三种作用力哪种占优势，取决于相互作用分子的极性和变形性。例如，在卤化氢(HF除外）分子中，HCl分子的极性最大，它的诱导力和取向力也最大；HI的变形性最大，它的色散力最大。极性小的分子间主要存在色散力，取向力和诱导力占的比重极小；极性大的分子之间，取向力和诱导力所占比重明显增大。

4.分子间作用力是决定物质物理性质（如熔点、熔化热、沸点、气化热、溶解度、表面张力和粘度等）的主要因素。因此，可以根据相似物质的分子间作用力大小来推断这些物质物理性质的递变规律。

【定义】氢键是特殊的分子间或分子内的作用。它是由极性很强的A一H键上的氢原子跟另F个键（可存在于同一种分子或另一种分子中）上电负性很强、原子半径较小的B原子（如F、O、N 等）的孤对电子之间相互吸引而成的一种键(A一H…B)。

【说明】

1.当电负性很大的F、O、N原子和H形成极性很强的F一H、0一H、N一H键时，它们中共用电子对基本上偏向于这些电负性大的原子一边，使H原子几乎成为“裸露”的氢核。氢核的半径很小，带δ+的氢核对另外的F、O、N原子有强烈的静电作用，这就形成氢键。

2.氢键可以用A一H…B表示。A和B可以是同种原子，也可以是不同种原子，但都是电负性较大、半径极小的非金属原子。表示式中的实线表示共价键，虚线表示氢键。H和B两原子中心的距离就是氢键的键长。氢键的键能一般小于40kJ/mol，共价键的键能小得多，比较接近分子间作用能。因此氢键不属于化学键，而属于一般分子间力范畴。

3-在A一H…B中，为了使A和B原子中电子云之间斥力最小，所成氢键较强，体系较稳定，A和B应尽量距离远一些，故A一H…B必须在同一直线上。这表明氢键有方向性。另外，H 的原子半径比A和B小得多。当形成A一H…B后，如再有另外的A或B靠近它们时，这个原子的电子云会受原先氢键中A、B 中电子云的排斥，因此一个H原子不能再形成第二个氢键。这表明氢键具有饱和性。

4．氢键的强弱跟A、B元素的电负性和原子半径大小有关。半径越小、电负性越大，形成的氢键越强。碳原子的电负性较小，一般不易形成氢键。氯原子的电负性虽大，但原子半径较大，因而形成的氢键也很弱。

5.用氢键的形成可以解释水、氢氟酸、氨等沸点的反常现象，解释醇、甲酸、乙酸沸点较高以及氨、低级醇易溶于水的原因。因此，氢键的形成会使化合物的性质（如熔点、沸点、溶解度）发生很大变化。由于一般的糖、蛋白质、脂肪中都含有氢键，因此氢键在生物化学中有特别重要的意义。

6. 当在苯酚的邻位军有一CHO、一COOH、一N0₂等基团时，酚羟基中的氢原子可能跟这些基团中的氧原子形成分子内氢键，生成螯合环。如硝酸分子内的氢键： 

【定义】由分子中正、负电荷重心是否重合，会引起分子有、无极性的现象。

【说明】

1. 当整个分子中正、负电荷重心不相重合时，就形成两个“极”。这正、负两极叫做偶极。这样的分子是有极性的。如果正、负电荷重心相重合，这样的分子没有极性。

2.分子极性的强弱可用分子偶极矩μ来度量。分子的偶极矩越大，分子的极性越大。

3.由同种原子组成的双原子分子没有极性，μ=0。
由典型的金属和典型的非金属组成的气态离子型分子，正、负电荷的重心的分离程度就足够大，这是极性分子的一种极端情况。
由不同原子组成的共价型双原子分子都有极性，μ≠0。分子极性的大小随两元素电负性差的减小而减小。例如，从HF到HI，μ不断减小。
在多原子分子中，如果各个键的偶极矩矢量和为0，分子没有极性，例如CO2是直线形分子(O=C=O)，分子中两个C=O极性键对称地分布在碳原子的两边，两个键的极性互相抵消，CO2是非极性分子。三氟化硼分子为平面正三角形，甲烷分子是正四面体结构，这些分子由于结构对称，键的极性互相抵消，正、负电荷重心重合，均为非极性分子。

 【定义】正、负电荷中心间的距离r和电荷中心所带电量q的乘积，叫做偶极矩μ=r×q，它是一个矢量，方向规定为从正电荷中心指向负电荷中心。偶极矩的单位是D(德拜)。

 【说明】

    1.根据讨论的对象不同，偶极矩可以指键偶极矩，也可以是分子偶极矩。分子偶极矩可由键偶极矩经矢量加法后得到。

    2.实验测得的偶极矩可以用来判断分子的空间构型。例如，同属于AB₂型分子，C0₂的μ=0，可以判断它是直线型的；H₂S 的μ≠0，可判断它是折线型的。

    3.可以用偶极矩表示极性大小。键偶极矩越大，表示键的极性越大；分子的偶极矩越大，表示分子的极性越大。

    4.一些常见气态分子的偶极矩μ(D)

偶极矩

 【电子云】是一种形象化的比喻，电子在原子核外空间的某区域内出现，好象带负电荷的云笼罩在原子核的周围，人们形象地称它为“电子云”。电子是一种微观粒子，在原子如此小的空间(直径约10^-10 米)内作高速运动，核外电子的运动与宏观物体运动不同，没有确定的方向和轨迹，只能用电子云描述它在原子核外空间某处出现机会的大小。下左图为氢原子的1s电子云，用小黑点表示氢原子外一个电子在核外某空间单位体积内出现机会的多少，离核近处，黑点密度大，电子出现机会多，离核远处，电子出现机会少。下右图为氢原子1s电子云的界面图，电子出现机会的90％在界面内。电子云有不同的形状，分别用符s、 p、 d、 f表示，s电子云呈球形，在半径相同的球面上，电子出现的机会相同，p电子云呈纺锤形(或亚铃形)，d电子云是花瓣形，f电子云更为复杂。

【键的极性】 两个原子形成共价键时，由于原子吸引电子的能力不同，共用电子对偏向原子的一方，吸引电子能力强的原子带部分负电荷，吸引电子能力弱的原子带部分正电荷，共价键有了极性，称为极性共价键，简称极性键。共价键的极性与两成键原子吸引电子的能力(即电负性)的差值有关。同种元素的原子成键时，两原子吸引电子的能力相同，电子对无偏向，形成非极性共价键；不同种元素的原子成键时，共用电子对偏向吸引电子能力强的原子，形成极性共价键。两原子吸引电子能力的差值越大，键的极性越强，当这种差值大到一定程度时，电子从一个原子转移到另一个原子，共价键转变成离子键。

H－H      H－I     H－Br    H—Cl     H－F     Na⁺ F^-

【核外电子排布式】表示原子核外电子在每个电子层中各个亚层排布情况的式子。书写电子排布式时，要从左向右按电子层能量递增的顺序排列；每个电子层中的亚层是按s p d f能量递增的顺序排列；各电子亚层上的电子数标在亚层符号的右上角。

例如氮原子的电子排布式为1s²2s²2p³，它表示氮原子核外7个电子的排布情况，第一电子层(1s²)2个、第二电子层(2s²2p³)5个。铁原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，铁原子核外26个电子，第一电子层(1s²)2个、第二电子层(2s²2p⁶)8个、第三电子层(3s²3p⁶3d⁶)14个、第四电子层(4s²)2个。

电子排布式的书写顺序与电子填入轨道的顺序不同，电子填入轨道的顺序是按能级递增的顺序，例如铁原子的8个价电子是先进入能量较低的4s能级，后进入能量较高的3d能级。铁原子的电子排布式是按电子层顺序先写3d⁶，后写4s²。

已知元素的核外电子排布式，便可推断元素的原子序数、核外电子总数、价电子构型以及它在周期表中的位置。元素所在的周期数等于电子排布式中最高的电子层数，元素所在的族数等于价电子数，例如氮元素处在第2周期、ⅤA族，铁元素处在第4周期、Ⅷ族。

【等电子体】具有相同电子数的分子或离子称等电子体。例如，都含有14个电子的CO和N₂两种分子，就是等电子体。在一般情况下，等电子体在分子轨道中的电子排布和成键情况是相似的，这一规律称作等电子原理。由于等电子体具有相似的结构，所以在性质上也有许多相似之处。如：

　　　 另外，如NO₃^－和CO₃^2－也是等电子体或称等电子离子，它们的几何构型都是平面三角形；PO₄^3－、SO₄^2－、ClO₄^－三种等电子离子的几何构型都是正四面体。

【定义】原子在成键时受到其他原子的作用，原有一些能量较近的原子轨道重新组合成新的原子轨道，使轨道发挥更高的成键效能，这叫做轨道杂化。形成的新原子轨道叫做杂化轨道。

【说明】

    1.轨道杂化概念，是由美国化学家鲍林在1931年首先提出的，经过不断深化和完善，现已成为当今化学键理论的重要内容之一。

    2.杂化轨道的成键能力比原轨道的成键能力大大提高。因此由杂化轨道成键时给体系带来的稳定能，远远超过杂化时需要的能量。

    3. 由n个原子轨道参加杂化而形成n个能量相等、成分和形状完全相同，仅空间方位不同的杂化轨道，这样的杂化方式叫等性杂化。不同的等性杂化方式会形成不同几何构型的分子结构。例如，1个s轨道，3个p轨道发生sp³杂化，形成4个sp³ 呈正四面体构型。由sp²杂化形成的分子呈平面三角形，由sp杂化形成的分子呈线型。过渡元素常有d轨道参与杂化，如d²sp³由形成的正八面体分子，由dsp²杂化形成的平面正方形分子，由 dsp³杂化形成的三角双锥分子。

    4. 当原有能量较近的原子轨道没有全部参加杂化时，如sp²、sp杂化，就会有多余的p轨道留下来进行侧面重叠，形成π型轨道或多中心离域大π轨道。

    5.如果原有的价电子层上有富余的价电子（如N、O、Cl 等)，则常形成不完全等同的杂化轨道。这些轨道除了空间方位不同外，能量、成分、形状都不完全相同。其中有的用以成键，有的被自己的孤对电子占用，如H₂O、NH₃分子等。H₂O分子中氧原子采取不等性sp³杂化，形成四个不完全等同的杂化轨道，其中两两等价，分别和两个氢原子成键及被氧原子的两对孤对电子占有。这些被孤对电子占用的杂化轨道，在合适的条件下也能再跟另一原子的空轨道形成配位键，如H₃O⁺、NH₄⁺等。

【定义】由同种分子结合成较复杂的分子，但又不引起化学性质改变，这种现象叫做分子缔合。

【说明】

    1.HF、NH₃、H₂O等分子容易发生分子缔合，主要原因是形成了氢键。形成的分子叫缔合分子。分子发生缔合时放热。

    2. 水分子发生缔合，xH₂O(H₂O)_x十热量。在固态时，大量水分子以氢键互相连接成巨型缔合分子。其中每个氧原子跟两个氢原子紧靠，形成O-H键（键长为101 pm，键角为109°28'，比原来104.5°稍稍扩张），而跟另外两个氢原子相距很远，形成键长276 pm 的氢键。这个结构向空间无限周期性地延伸，就形成冰晶体。冰的结构比较疏松，出现密度比水小的特殊性质。

    当冰熔化成液态水时，部分氢键遭到破坏，部分缔合作用消除，但仍有许多运动自由的、以氢键结合的小集团（x=2，3，4，…），不断地变动、改组，且可堆积得较为紧密。因此冰熔化时体积反而缩小。

    在气态时，缔合作用完全消失，水就以单个分子存在。

    3.分子缔合作用除了形成氢键的原因外，还可以通过极性分子中偶极的相互作用，以及通过形成配位键（如AlCl₃二聚体）而缔合。

【现代价键理论】又称电子配对理论或电子配对法，简称VB法（Valence Bond Theory)。基本要点如下：

（1)原子带有未成对且自旋相反的电子相互接近时，核间电子云密度较大，可形成稳定的化学键。

（2)共价键有饱和性，一个原子有几个未成对电子，就能和几个自旋相反的电子配对成键，未成对电子都配对成键就达到饱和。

（3)共价键有方向性，即共价键尽可能沿着原子轨道最大重叠的方向形成，这也叫做“最大重叠”原理。轨道重叠越多，电子在两核间出现的几率就越大，形成的共价键就越稳定。

现代价键理论模型直观，易于人们接受，但解释某些分子形成（如H₂⁺,O₂）等遇到了困难。这些问题由于分子轨道理论的建立才得以解决。

【离子的极化作用】电荷相反的离子相互接近时就有可能发生极化，即它们在相反电荷的电场的影响下电子云发生变形。离子使异号离子极化而变形的作用称为该离子的极化作用。

离子极化作用的大小跟离子所带电荷的多少、离子半径大小及离子构型有关。一般离子所带电荷数越大，半径越小，外层电子的屏蔽作用越小，离子的极化作用就越大。通常阳离子的极化作用较强，因此在多数情况下应考虑阳离子对阴离子的极化作用。有的阴离子对阳离子也有显著的极化作用，而阳离子被极化后又对阴离子产生更强的极化作用。这样反复作用叫做离子的相互极化作用或附加极化作用。

离子的极化对化合物的键型、溶解度、熔点、颜色及化学稳定性都有一定的影响。

【定义】在发生放射性衰变时，放射性元素的核素减少到原有核素的一半所需的时间叫做半衰期。

【说明】 
半衰期是放射性元素的一个特征常数，它一般不随外界条件（温度、压强）的变化，元素所处状态（游离态或化合态）的不同和起始元素质量的多少而改变。因为任何放射性核素的衰变都属一级反应，所以每一种放射性核素都有恒定的半衰期。各种放射性核素的半衰期相差很悬殊，例如，钋212的半衰期是0.3微秒，而钕144 的半衰期却达2.1×10^l5 年，相差10²⁹倍。理论上放性核素的原子数只有经历无限长的时间后才变为零。实际上经7个半衰期，原子数就降为原来的(1/2)⁷=1/128，一般可以忽略。半衰期反映了各放射性核素原子核稳定性的差异。在考古工常用半衰期计算古代文物或遗址的年代。

【元素的丰度】各种元素在地壳中平均含量的百分数，叫做元素的丰度。

说明 ：

1、美国化学家克拉克等在总结了世界各地5759个矿样的分析数据后，第一次提出元素在地壳中的平均含量值。为了纪念克拉克，人们把地壳中的元素丰度叫做克拉克值。

2、在88种天然元素中，12种元素(O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、H、Ti、C、Cl)占了地壳总重量的99.47%，其余66种元素共占0.53%。

3、克拉克值最初表示元素在地壳中质量百分比（叫质量克拉）。后来认为各种元素的原子所占的量对于在地壳中进行的化学作用来说显得更重要，这种元素原子的百分数叫原子克拉克值。地壳中原子数含量最多是O、Si、H、Al、Na、Ca、Fe、Mg等元素。

4、1917年哈金斯提出一个规律：偶数质子数元素的丰度大于邻近奇数质子数元素的丰度。例如，元素周期表的前28种元素中，偶数元素的质量占86.36%(原子数占73.86%)，奇数元素仅占13.64%(原子数占25.14%)。上述规律也有少数例外，如稀有气体都是偶数元素，但它们的丰度值都很小。这可能因为它们是气体，容易离开地壳的缘故。

【孤对电子】也称孤对电子。指分子或离子中某原子的最外层未共用的电子对。例如，NH₃分子中，N原子有一个孤电子对；H₂O分子中，O原子上有两个孤电子对：

【轨道表示式】它用来表示原子核外电子排布的一种图式。轨道表示式可以体现泡利不相容原理、能量最低原理和洪德规则等原子核外电子的排布规律。表示原子核外电子在各亚层、各轨道中排布的式子。能清楚地反映核外电子排布的规律。例如，⁷N的轨道表示式是：

【电子排布式】表示原子核外电子在每个电子层中各个亚层排布情况的式子。可清楚地表明各亚层中的电子数目。例如¹⁷Cl的电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁵。

【说明】
 1.将K、L、M等电子层分别用1、2、3等数字表示。用s、p、d等符号表示各电子亚层,并在这些符号的右上角用数字表示各亚层上电子的数目。例如,氟原子的电子排布式是1s²2s²2p⁵。
2. 将电子排布式简化,还可以用来表示原子的特征电子构型 (或外围电子层排布)，每种元素的原子只有一种特征电子构型,即 每种特征电子构型只表示一种元素的原子。例如,氟原子的特征电子构型是2s²2p⁵，钙原子的特征电子构型是4s²，铁原子的特征电子构型是3d⁶4s²。
3. 电于排布式书写比较简便,但不能像轨道表示式那样能体现洪特规则和电子的自旋状态。

4.书写电子排布式时，要从左向右按电子层能量递增的顺序排列；每个电子层中的亚层是按s p d f能量递增的顺序排列；各电子亚层上的电子数标在亚层符号的右上角。

例如氮原子的电子排布式为1s²2s²2p³，它表示氮原子核外7个电子的排布情况，第一电子层(1s²)2个、第二电子层(2s²2p³)5个。

铁原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，铁原子核外26个电子，第一电子层(1s²)2个、第二电子层(2s²2p⁶)8个、第三电子层(3s²3p⁶3d⁶)14个、第四电子层(4s²)2个。

5.电子排布式的书写顺序与电子填入轨道的顺序不同，电子填入轨道的顺序是按能级递增的顺序，例如铁原子的8个价电子是先进入能量较低的4s能级，后进入能量较高的3d能级。铁原子的电子排布式是按电子层顺序先写3d⁶，后写4s²。

6.已知元素的核外电子排布式，便可推断元素的原子序数、核外电子总数、价电子构型以及它在周期表中的位置。元素所在的周期数等于电子排布式中最高的电子层数，元素所在的族数等于价电子数，例如氮元素处在第2周期、ⅤA族，铁元素处在第4周期、Ⅷ族。 

【能量最低原理】在不违背泡利原理的情况下，核外电子总是尽先排布在能量最低的轨道上，只有当这些轨道占满后，电子才依次进入能量较高的轨道。在多电子原子中，电子能量的高低与主量子数n和角量子数l有关。当n≥3时，出现能级交错现象。

【泡利不相容原理】1925年由奥地利物理学家泡利(Pauli)提出。原理指出, 在同一原子中不可能有四个量子数完全相同的电子, 即每个原子轨道最多只能容纳两个电子, 并且这两个电子的自旋必须相反。从而可得出, 第n层电子最多能容纳的电子数是2n² 个。

【定义】每种核素的一个原子的质量叫做该核素的原子质量。
【说明】
1.原子非常小,所以它的质量很小。例如，核素³⁵C1的质量 是5.80672X10^-26 kg,这样小的数字,书写、记忆和使用都很不方便。国际计量局规定:一个¹²C核素原子质量的1/12为原子质量单位(atomic mass unit),符号是 u。1u=1.6605402X10^-27 kg
2.用原子质量单位来表示核素的原子质量,一个¹²C的原子质量等于12u, —个³⁵C1的原子质量等于34.96885u, 一个³⁷C1的 原子质量等于36.96590u。
3.某元素各种核素原子质量与丰度的乘积的和，叫做这种元素的平均原子质量。例如，氯元素在自然界有两种同位素：³⁵Cl 的丰度是75. 77%, ³⁷C1的丰度是24. 23%。
C1的平均原子质量=34. 96885uX75. 77%+ 36.96590uX24.23%= 35.453u
Cl的相对原子质量Ar(Cl) =35. 453 .可见,一种元素的不同核素，原子质量的值不同；一种元素只有一种平均原子质量。原子质量和平均原子质量都有单位(kg或 u),而相对原子质量没有单位。

 【主量子数】描述电子在原子核外运动状态的4个量子数之一，习惯用符号n表示。它的取值是正整数,n=l，2，3,…… 

主量子数是决定轨道(或电子)能量的主要量子数。对同一元素,轨道能量随着n的增大而增加。在周期表中有些元素会发生轨道能量“倒置”现象。例如,在20号Ca元素处,K (19号)的 E3d>E4s,不符合n越大轨道能越高的规律。而Sc (21号）的E3d< E4s。其他如4d/5s , 5d/6s,……等也有类似情况。

【角量子数】角量子数k叫副量子数。它是描述电子在核外运动状态的第 二个量子数,常用符号l表示。l的取值是0、1、2、……（n -1)， 它的大小决定轨道角动量大小，因而决定轨道形状和电子云状态。

电子云形状图

 【磁量子数】磁量子数是确定原子轨道或电子云在空间取向的量子数,也是代表角动量在磁场方向的分量的量子数，常用符号m表示。它的取值是0、±1、±2、……±l,可以有2l+1个取值。

电子云形状

【自旋量子数】它是描写电子自旋运动的量子数。是电子运动状态的第四个量子数。

 【原子核外电子排布】当原子处在基态时,原子核外电子的排布遵循三个原则：

【定义】在配合物中,跟配合物形成体（中心原子或离子)直接结合的配位原子总数,叫配位数。
【说明】
1. 直接结合的配位原子总数，就是各配位体配位原子数的总和。对单齿配体(即一个配体只有一个被结合的配位原子)来说， 配位数就是配体数。如果是双齿或多齿配体,一个配体上被结合的配位原子数不止一个，则配位数就不是配体数，但仍然是直接结合的配位原子数目。
2. 配位数跟中心原子、配体的大小和它们的氧化态有关。 一般说来，随中心原子(或离子)的半径增大,氧化态升高而配位数增大。同一种中心原子(或离子)在不同配合物中的配位数不是固定不变的，例如[CoCl₄]^2-和[Co(NH₃)₆]²⁺ ; [Ni(CN)₄]^2- 和[Ni(CN)₅]^3-
3. 除了中心原子和配位体的结构因素外，配合物形成的条件,如温度、浓度等对配位数也有影响。一般说,低温、高浓度有利于形成高配位数配离子。此外,配位数还跟化合物的物理状态、有没有聚合作用等因素有关。例如，固态的MoC1₅是双聚分子,Mo的配位数不是5而是6。
4. 目前发现的配合物中，配位数的范围从2〜12都有。其中以4、6为最多、最普遍;配位数为8的正在多起来,2、3、5、7较少见,9~12的更少见。五配位的在过渡金属为中心原子的配合物中也经常遇到,它可以形成双三角锥或四方锥形两种结构。
5. 在讨论各种类型晶体结构时,也常借用配位数这个名词， 系指一个原子(或离子)周围连接的其他原子(或异号离子）的数目。

【定义】原子在成键时受到其他原子的作用，原有一些能量较近的原子轨道重新组合成新的原子轨道，使轨道发挥更高的成键效能，这叫做轨道杂化。形成的新原子轨道叫做杂化轨道。
【说明】
1. 轨道杂化概念，是由美国化学家鲍林在1931年首先提出的，经过不断深化和完善，现已成为当今化学键理论的重要内容之一。 '
2. 杂化轨道的成键能力比原轨道的成键能力大大提高。因此由杂化轨道成键时给体系带来的稳定能,远远超过杂化时需要能量。
3. 由n个原子轨道参加杂化而形成n个能量相等、成分和形状完全相同，仅空间方位不同的杂化轨道，这样的杂化方式叫等性杂化。不同的等性杂化方式会形成不同几何构型的分子结构。例如，1s个轨道，3个p轨道发生sp³杂化，形成4个sp³杂化轨道，这样形成的分子呈正四面体构型。由sp²杂化形成的分子呈平面三角形，由sp杂化形成的分子呈线型。过渡元素常有d轨道参与杂化，如由d²sp³杂化形成的正八面体分子，由d²sp²杂化形成的平面正方形分子，由dsp³杂化形成的三角双锥分子。
4. 当原有能量较近的原子轨道没有全部参加杂化时,如 sp²、sp杂化,就会有多余的p轨道留下来进行侧面重叠，形成Π型轨道或多中心离域大Π轨道。

5.如果原有的价电子层上有富余的价电子（如N、0、C1 等)，则常形成不完全等同的杂化轨道。这些轨道除了空间方位不同外,能量、成分、形状都不完全相同。其中有的用以成键，有的被自已的孤对电子占用，如H₂O、NH₃分子等。H₂O分子中氧原子 采取不等性作sp³杂化,形成四个不完全等同的杂化轨道,其中两两 等价,分别和两个氢原子成键及被氧原子的两对孤对电子占有。 这些被孤对电子占用的杂化轨道,在合适的条件下也能再跟另一 原子的空轨道形成配位键,如H₃0⁺、NH₄⁺等。

【定义】在单原子分子或以共价键结含的分子中，分子和分子之间存在的一种比化学键弱的相互作用力,叫做分子作用力。
【说明】
1. 分子间作用力首先是由荷兰物理学家范德华提出的，因此又叫范德华力。由于这种力的存在,常温下是气态的物质,在降温和加压时能够凝聚成液态,再能凝结成固态的分子晶体。在发生物态变化时分子的组成不变,只是分子间距离缩短(或伸长),分子的运动逐步由无序向有序(或者相反)过渡。
2. 分子间作用力约比化学键的作用力小1〜2个数量级。分子间作用力约为每摩尔几个到几十个千焦,作用力范围约为300〜500 pm
3. 分子间作用力来源于分子间的取向力、诱导力和色散力。 取向力只存在于极性分子间,是极性分子间靠具有电性的永久偶 极间的相互作用。诱导力存在于极性分子间和极性分子与非极性分子间。非极性分子受极性分子偶极电场的影响,能使正、负电荷中心发生位移,产生诱导偶极。诱导偶极和极性分子永久偶极间的作用力就是诱导力，又叫变形极化作用力。色散力又叫瞬时极化作用力,普遍存在于各种分子之间，因为非极性分子也会由于电 子运动和原子核振动而发生瞬时相对位移而形成瞬时偶极,于是瞬时偶极间发生相互作用。
分子中三种作用力哪种占优势,取决于相互作用分子的极性和变形性。例如,在卤化氢(HF除外)分子中,HC1分子的极性最大,它的诱导力和取向力也最大;HI的变形性最大,它的色散力最大。极性小的分子间主要存在色散力,取向力和诱导力占的比重极小；极性大的分子之间，取向力和诱导力所占比重明显增大。
4. 分子间作用力是决定物质物理性质(如熔点、熔化热、沸 点、气化热、溶解度、表面张力和粘度等)的主要因素。因此,可以根据相似物质的分子间作用力大小来推断这些物质物理性质的递变规律。

【概述】两个原子轨道沿键轴方向重叠而形成的一种以两个原子核之间的直线为对称轴的共价键叫σ键。构成σ键的电子叫σ电子。σ键是原子轨道沿轴向重叠的, 具有较大的重叠程度, 因而比较稳定。σ键可以自由旋转, 而不影响电子云的分布。

【定义】由两个相同或不相同的原子轨道沿轨道对称轴方向相互重叠而形成的共价键,叫做σ键。下面是它的形成示意图。

σ键

【说明】
1. σ键是原子轨道沿轴方向重叠而形成的，具有较大的重叠程度，因此σ键比较稳定。σ键是能围绕对称轴旋转,而不影响键的强度以及键跟键之间的角度(键角)。
2. 根据分子轨道理论，两个原子轨道充分接近后，能通过原子轨道的线性组合，形成两个分子轨道。其中，能量低于原来原子轨道的分子轨道叫成键轨道， 能量高于原来原子轨道的分子轨道叫反键轨道。以核间轴为对称轴的成键轨道叫σ轨道， 相应的键叫σ键。以核间轴为对称轴的反键轨道叫σ^* 轨道， 相应的键叫σ^* 键。分子在基态时，构成化学键的电子通常处在成键轨道中，而让反键轨道空着。

【概述】成键原子的未杂化的p轨道, 通过平行侧向重叠所形成的共价键叫π键。两个p轨道侧向重叠, 其重叠程度比轴向重叠的σ键小, 稳定性不如σ键, 两个p轨道在平行时才能较大地重叠, 当形成π键的两个原子以核间轴为轴相对旋转时, 会使p轨道重叠程度减小, 导致π键的破坏, π键电子云密集在核间轴平面的上面和下面两部分, 受两核的吸引力较弱, 有较大的流动性。

【定义】成键原子的未杂化p轨道，通过平行、侧面重叠而形成的共价键，叫做π键。它的示意图如下。

【说明】
1. π键是由两个p轨道从侧面重叠而形成的，重叠程度比σ键小,所以π键不如σ键稳定。当形成π键的两个原子以核间轴为轴作相对旋转时，会减少p轨道的重叠程度，最后导致π键的断裂。
2. 根据分子轨道理论，两个原子的p轨道线性组合能形成两个分子轨道。能量低于原来原子轨道的成键轨道π和能量高于原来原子轨道的反键轨道π^* ,相应的键分别叫π键和π^* 键。分子在基态时，两个P电子（π电子)处于成键轨道中，而让反键轨道空着。

π键

【屏蔽效应】在多电子原子中, 将其它电子对某个指定电子的排斥作用归结为, 核电荷吸引电子的作用受到抵消, 这种效应叫屏蔽效应。这样, 对指定电子来说, 它所受到核的作用, 可以看成是具有核电荷(Z—σ)的核的作用。Z是核电荷, σ是屏蔽常数, (Z—σ)是有效核电荷。一般说来, 内层电子对外层电子的屏蔽效应较大, 同一层电子之间屏蔽效应较小；外层电子对内层电子的屏蔽效应很小, 可忽略不计。

【钻穿效应】在多电子原子中, 在核附近出现几率较大的电子, 可以较好地避免其他电子的屏蔽作用, 受到较大的有效核电荷的吸引, 因而能量较低。这种现象称为钻穿效应。钻穿效应主要是由于电子出现的几率径向分布不同形成的。钻穿效应不仅能解释n相同, l不同时轨道能量的高低；而且可以解释当n和l都不同时, 有的轨道发生的能级顺序交错的现象。

【能级交错】在多电子原子中, 当原子处于基态时, 主量子数较大的某些轨道的能量反而低于主量子数较小的某些轨道的能量的现象。例如, 从第4周期开始, 4s轨道能量反比3d轨道能量低, 按能量最低原理, 电子应先填充4s轨道, 然后再填充3d轨道。产生能级交错的原因比较复杂, 可能跟屏蔽效应、钻穿效应及其它影响轨道能量的因素有关。