 由于主要介绍的是有机化学，所以这部分简单说明一下，并不做深入说明。经过简单的绪论以后学习中会更好理解有机化学反应。 原子轨道 电子具有波粒二象性，故原子中的电子的运动，服从量子力学的规律。量子力学的一个重要的原则不确定性原理指出：不可能把一个电子的位置和能量同时准确地测出来，这是由电子同时具有微粒及具有波性双重性质所决定的。人们只能描述电子在某一位置出现的概率，即高概率区域内找到电子的机会，总是比在低概率区域内找到电子的机会要多。 可以把电子的概率分布看作是一团带负电荷的“云”，称作电子云。那么在高概率的区域内，云层较厚，在低概率的区域内，云层较薄。云的形状反映了电子的运动状态。  量子力学认为:原子中每个稳态电子的运动状态都可以用一个单电子的波函数Φ（x,y,z）来描述。Φ称为原子轨道。因此电子云的形状也可以表述为轨道的形状。波函数Φ的平方的物理意义是在原子核周围的小体积之内电子出现的概率。Φ的平方越大，在小体积之内出现的概率也就越大。假如计算很多很多这种距离不同的小体积之内电子云出现的概率，用密度不同的点来表示计算数值的大小，并把这些点放在与之相互对应的这些小体积之内，就得到了电子云的图案。例如能力最低的1s轨道，是以原子核为中心的球体，其方便的表示方法是界面法，即在界面内电子云出现的概率最大，如占总概率的90%或者95%等。  2s轨道与1s轨道一样，是球形对称的，但比1s轨道大，能量比1s轨道高。2s轨道有一个球面节。节的两侧波函数符号不同，分别用深灰色与浅灰色（或者用+与-表示）。任何轨道被节分为两部分的时候，在节的两侧波函数符号是相反的。 2p轨道有三个能量相同的px,py,pz轨道，彼此相互垂直，分别在x,y,z轴上，呈哑铃形状的立体形状，由两瓣组成，原子核在两瓣中间，能量较2s轨道高。哑铃型轨道的坐标为0处，是原子核所在地。每个轨道有一个节面，如2px轨道围绕着x轴对称，yz平面为节面，用虚线表示。在节面右边的一瓣用深灰色表示，节面左边一瓣用浅灰色表示。 原子的电子构型 原子核外电子的排布有一定规律，可总结如下 （1）泡利(pauli)不相容原理：每个轨道最多只能容纳两个电子，并且自旋相反。 （2）能量最低原理：电子尽可能占据能量最低的轨道。原子轨道离核越近，受到核的静电吸引力越大，能量也越低，故轨道能级顺序是1s<2s<2p<3s<3p<4s。 （3）洪特(Hund)规则：有几个简并轨道（能量相等的轨道）而又无足够的电子填充时，必须在几个简并轨道逐一地各填充一个自选平行的电子后，才能容纳第二个电子。 半满和全满规则： 等价轨道中电子处于全空（s0,p0,d0,f0）、 半空(p3,d5,f7)或全满状态(p6,d10,f14)时能量较低。  在列表中，前十个元素的电子排布及电子构型，其中碳、氢、氧、氮是有机物中最常见的元素。此外第三周期的硅、磷、硫、氯以及溴、碘等也是有机物中最常见的元素。各电子层的轨道内完全充满电子后，原子电子构型才是稳定的，例如氦、氖为惰性气体。具有电子不充满的构型是不稳定的，因此原子必须进行反应使电子充满轨道，使电子配对成键，以达到稳定的电子构型，使原子结合成为稳定的分子。  碳原子位于周期表的第二周期第IVA族，有两个特点。 （1）它有四个价电子，必须失去或者接受4个电子才能达到惰性气体He或者Ne的构型 （2）它是第IVA族中最小的原子，外层电子少，带正电的原子核对这些电子的控制较强一些。这两个特点使碳原子在所有化学元素中表现出十分特殊的性质，能形成一个庞大的碳化合物体系。 化学键 将分子中的原子结合在一起的作用力称为化学键。典型的化学键有三种：离子键、共价键和金属键。 1.离子键 依靠正负离子之间的静电引力而形成的化学键称为离子键，也叫电价键。例如氯化钠中钠离子和氯离子形成的化学键。离子键无方向性和饱和性。其强度与正负离子的电价的乘积成正比，与正负离子之间的距离成反比。  2.金属键 金属原子最外层的价电子很容易脱离原子核的束缚，然后自由地在由正离子产生的势场中运动，这些自由电子与正离子互相吸引，使原子紧密堆积起来，形成金属晶体。这种金属原子结合成金属晶体的化学键称之为金属键。金属键无方向性和饱和性。  3.共价键 两个或者多个原子通过共用电子对而产生的一种化学键称之为共价键。共价键的概念是LewisG N(路易斯)于1916年首先提出的。他指出原子的电子可以配对成键，以使原子能够形成一种稳定的惰性气体的电子构型。  大多数的双原子共价键的共用电子对是由两个原子共同提供的，但也有共用电子对由一个原子提供的情况，这样的共价键称为共价配件或者配价键。用箭头表示，从提供者指向接受者。   食品化学-基础有机化学篇 |
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