8第八章+化学键和分子结构4.ppt

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1、4.1.离子键的特点离子键理论：1916年德国化学家Kossel离子键---原子间通过正、负离子电性吸引的互相作用称为离子键。离子键的特点：没有方向性没有饱和性4.离子键在离子键理论中，把离子看成是带电的小球，这些小球在空间各个方向上吸引相反电荷离子的能力都是等同的，所以形成的离子键就没有方向性。NaCl晶体中，Na+除了和最邻近的6个Cl相互吸引外，还可以与远层的若干Cl相互吸引，从这个意义上讲，离子键没有饱和性。P126/NaCl的晶胞金属离子的配位数：最邻近的相反离子的数目NaCl，N

2、a+：6，Cl-：6AB型离子晶体：阳离子的配位数=阴离子的配位数NaCl：经验式或最简式负离子比正离子大，金属离子（正离子）的配位数取决于正负离子的半径比r+/r-比:0.225r+/r-<0.414,0.414r+/r-<0.732,0.732r+/r-<1配位数:468离子晶体类型:ZnS型NaCl型CsCl型四面体空隙八面体空隙P1254.2.离子键的强度离子键的强度可用晶格能的大小来衡量，晶格能（绝对值）越大，离子键的强度越强。晶格能（U）---由气态离子形成1mol离子晶体的过

3、程中所释放的能量称为晶格能例如：Na+(g)+Cl-(g)=NaCl(s)H1=U2Al3+(g)+3O2-(g)=Al2O3(s)H2=UCa2+(g)+2F-(g)=CaF2(s)H3=UNA---阿佛伽德罗常数A---马德隆常数（与晶体中原子空间排列有关）CsCl型晶体A=1.76267；NaCl型晶体A=1.74756ZnS型晶体A=1.63806n：波恩指数（P126/表19-9）；0：真空介电常数e：1个电子所带的电量；r：正负离子间距离晶格能的计算：（a）根据结构进行计算

4、U=(1)P128/例19-3Z+,Z：电荷数（b）由热化学数据进行计算波恩-哈勃（Born-Haber）循环=S+½D+I+(-A)+UNa(s)+1/2Cl2(g)=NaCl(s)H=HfNa(s)=Na(g)H1=S1/2Cl2(g)=Cl(g)H2=1/2DNa(g)=Na+(g)+e-H3=ICl(g)+e-=Cl-(g)H4=-ANa+(g)+Cl-(g)=NaCl(s)H5=UHf=H1+H2+H3+H4+H5氯化钠的Hf=411.15k

5、J·mol-1金属钠的S=107.32kJ·mol-1Cl2分子的D=243.36kJ·mol-1气态钠原子的I=495.8kJ·mol-1气态氯原子的A=348.7kJ·mol-1氯化钠的实验晶格能：U=HfS½DI+AU=411.15107.321/2243.36495.8+348.7=-787kJ·mol-14.3.离子晶体晶体的类型a.金属晶体b.离子晶体c.共价晶体d.分子晶体离子晶体的特性：a.具有规则的几何外形，非晶体则没有。b.具有确定的熔点，非晶体只有软化温

6、度。c.具有各向异性，即在不同的方向上有不同的导电性、导热性等。氯化钠的晶体结构晶胞：实际晶体最小的结构重复单元氯化钠的晶胞氯化铯的晶体结构晶胞：实际晶体最小的结构重复单元氯化铯的晶胞氯化铯晶体及其空间点阵晶格：点阵的基本结构单元简单立方晶格CsClNaClZnS晶格P126晶胞简单立方面心立方面心立方金属原子的半径都比较大，价电子数目较少，因此原子核对其本身价电子或其他原子电子的吸引力都较弱，电子容易从金属原子上脱落成为自由电子或离域电子。这些电子不再属于某一金属原子，而可以在整个金属晶体中自

7、由流动，为整个金属所共有，留下的正离子就浸泡在这些自由电子的“海洋”中。金属中这种自由电子与正离子间的作用力将金属原子胶合在一起而成为金属晶体，这种作用力即为金属键。5.金属键经典的自由电子“海洋”概念虽能解释金属的某些特性，但关于金属键本质的更加确切的阐述则需借助近代物理的能带理论。金属键强弱可以用金属原子化热来衡量。金属原子化热是指1mol金属变成气态原子所需要吸收的能量。一般说来金属原子化热的数值较小时，这种金属的质地较软，熔点较低；而金属原子化热数值较大时，这种金属质地较硬而且熔点较高。

8、6.1.分子的极性同核双原子分子—正负电荷重心重叠(F2)异核双原子分子—正负电荷重心不重叠(HCl)不同原子对电子的吸引不相等而使整个分子的正负电荷重心不重合的性质称为分子的极性,分子的极性用偶极矩描述：=l常用单位：德拜(D)1D=3.33610-30Cm6.分子间作用力和氢键极性分子0HClH2ONH3非极性分子=0O2CO2BF3CCl46.2.分子间作用力(范德华力）范德华力特征：a.强度与1/r6相关对距离非常敏感b.非常弱的相互作用一般2~20kJ·mol-1无方