最新无机及分析化学2课件PPT.ppt

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1、无机及分析化学2例如：晶体的微观特征—平移对称性▲在晶体的微观空间中，原子（粒子）呈现周期性的整齐排列，对于理想的完美晶体，这种周期性是单调的、不变的。▲宏观晶体的规则外形是晶体平移对称性微观特性的表象。▲非晶态不具有晶体微观结构的平移对称性。晶体的类型晶体的分类晶体名称组成质点作用力基本性质离子晶体：正负离子静电力高熔点、质脆，导电原子晶体：原子共价键分子晶体：分子vandeweals金属晶体：金属原子金属键组成晶体的粒子种类不同及粒子间的作用不一样，晶体一般可分成四种基本类型：球的密堆积如果组成晶体的粒子是等大的，且可以把它视为一个刚性体，例如，金属原子组成金属晶体，这些

2、粒子常采用密堆积的方式。1、h.c.p密堆积（HexagonalClosePacked)2、c.c.p密堆积（CubicClosePacked)两种堆积形式的比较堆积形式名称晶格类型配位数空间比率例子ABAB…h.c.p六方1274.05%Mg,BeABCABC…h.c.p面心立方1274.05%Ca,Srb.c.p体心立方868.02%Li,Na6.2金属晶体金属键理论（1）金属特点不透明,有金属光泽,能导电、传热,富有延展性、可塑性等。（2）金属晶体在晶格结点上排列着金属的原子和正离子，靠金属键结合而形成的晶体称为金属晶体。（3）金属键金属晶体中金属原子之间的作用力。（4

3、）原子化热与金属键原子化热：原子化热与金属键的关系金属原子是如何组合在一起的？为什么能组合在一起？有何特点？如何来描述？金属键理论大多数金属元素的价电子都少于4个（多数只有1或2个），而在金属晶体中每个原子要被8或12个相邻原子所包围，这样少的价电子不足以使金属间形成共价键；金属是由同样原子组成，其电负性相同，不可能形成正、负离子键。金属原子是如何结合的？金属键的本质是什么？自由电子模型理论（电子海、电子气模型）能带理论自由电子由于金属元素的电负性较小,电离能也较小,外层价电子容易脱落下来，形成正离子；在金属正离子和原子间，存在从一上脱落下来的电子。这些电子不固定在某个金属离

4、子的周围，而是能够在离子晶格中相对自由地运动，并不断在原子和离子间进行交换。这些电子不受某一定的原子或离子的束缚,能在金属晶体中自由地运动,故称为“自由电子”或“离域电子”。自由电子模型理论在金属晶体的晶格结点上排列着金属的原子和正离子；在三维空间中运动,离域范围很大的自由电子把金属正离子和原子联系起来,形成金属晶体；在金属晶体中,自由电子与原子或正离子之间的作用力称为金属键；由于金属键可以看做是由许多原子和离子共用许多自由电子而形成的化学键,故也称改性共价键；自由电子模型理论金属中的自由电子为整块金属晶体所共有,一块金属晶体可视为一个巨型的大分子,所以通常以元素符号代表金属

5、单质的化学式；金属键是一种没有方向性、饱和性的离域键,所以金属晶体是由金属原子紧密堆积而成。金属晶体的平面图+++++++自由电子理论的应用金属中自由电子吸收可见光，又散射出来，表现出金属的光泽；在外加电场的作用下，自由电子的定向流动形成了电流；自由电子的运动使金属不同区域之间的温差迅速减小，体现出金属良好的导热性。能带理论(1)能带理论的产生：金属的能带理论是在分子轨道理论的基础上发展起来的。由于金属晶体中原子的紧密堆积结构，原子靠得很近，能级相同的原子轨道会互相重叠而组成分子轨道，使体系的能量降低。(2)能带理论要点▲按照分子轨道理论，把整个晶体看成一个大分子，能级相同的

6、金属原子轨道线性组合（原子轨道重叠）起来，成为整个晶体共有的若干分子轨道群。▲n个原子轨道线性组合得到n个分子轨道，每个分子轨道可容纳2个电子，共可容纳2n个电子。n的数值越大，分子轨道能级间的能量差越小。▲按原子轨道能级的不同，金属晶体中可形成不同的能带。n个原子中的每一种能量相同的原子轨道重叠，将形成n个分子轨道，合称为一个能带。▲由充满电子的原子轨道重叠所形成的能带，称为满带；由未充满电子的原子轨道重叠所形成的高能量能带，称为导带；凡无电子的原子轨道重叠所形成的能带称为空带；能带与能带之间的间隔是电子不能存在的区域称为禁带。▲凡价电子所在的能带称为价带；相邻两个能带相互

7、重叠的区域称为重带或叠带。▲满带与空带重叠，会使满带变成导带。例如：Na原子形成的Na金属能带：满带、导带、空带和禁带导体、半导体和绝缘体▲一般金属导体的价带是导带或重带，禁带宽度Eg≤0.4810-19J（0.3eV）。在外电场力作用下，导带和重带中的电子可在未占满电子的分子轨道间跃迁，所以导带和重带能导电。▲绝缘体不导电，是由其价带是满带，且最高满带顶与最低空带底间的禁带宽度较宽，Eg≥810-19J（5eV），故在外电场作用下，满带中的电子不能越过禁带跃迁到空带，不能形成导带，故不能导电。半导