叶芬霞--无机及分析化学电子教案叶芬霞--无机及分析化学电子教案第4章.ppt

《叶芬霞--无机及分析化学电子教案叶芬霞--无机及分析化学电子教案第4章.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、4.1离子键4.2共价键理论4.3杂化轨道理论与分子的几何构型4.4分子间力和氢键4.5离子极化4.6晶体结构第四章 化学键与物质结构1学习要求1.理解离子键与共价键的特征及它们的区别；2.理解键参数的意义；掌握杂化轨道、等性杂化、不等性杂化的概念；3．理解分子间作用力的特征与性质；理解氢键的形成及对物性的影响；了解离子极化作用对物性的影响。4.掌握几种晶体结构和特性。2本节主要讨论分子中直接相邻的原子间的强相互作用力，即化学键问题和分子的空间构型(即几何形状)问题。按照化学键形成方式与性质的不同，化学

2、键可分为三种基本类型：离子键﹑共价键和金属键。3化学键——分子中相邻原子间较强烈的相互结合力。125~900kJ/mol既是电子对核的吸引力，也是核对电子的吸引力。电子云偏向对电子吸引力大的原子。4离子键理论是1916年德国化学家柯塞尔(W.Kossel)提出的，他认为原子在反应中失去或得到电子以达到稀有气体的稳定结构，由此形成的正离子和负离子以静电引力相互吸引在一起。离子键的本质就是正、负离子间的静电吸引作用。4.1离子键5离子键的要点当活泼金属原子与活泼非金属原子接近时，它们有得到或失去电子成为稀有

3、气定结构的趋势，由此形成相应的正、负离子。如正负离子靠静电引力相互吸引而形成离子晶体。6由于离子键是正负离子通过静电引力作用相连接的，从而决定了离子键的特点是没有方向性和饱和性。正负离子近似看作点电荷，所以其作用不存在方向问题。没有饱和性是指在空间条件许可的情况下，每个离子可吸引尽可能多的相反离子。NaCl晶体，其化学式仅表示Na离子与Cl离子的离子数目之比为1∶1，并不是其分子式，整个NaCl晶体就是一个大分子。离子键的要点7晶格能由离子键形成的的化合物叫离子型化合物，相应的晶体为离子晶体。离子晶体中

4、用晶格能量度离子键的强弱。晶格能U——由气态离子形成离子晶体时所放出的能量。通常为在标准压力和一定温度下，由气态离子生成离子晶体的反应其反应进度为1mol时所放出的能量，单位为kJmol1。由定义可知，U为负值，但在通常使用及一些手册中都取正值。晶格能的数值越大，离子晶体越稳定。8离子的特性离子的电荷：离子的电荷是指原子在形成离子化合物的过程中失去或获得的电子数。离子的电子构型：所有简单阴离子的电子构型（如F—、Cl—、O2—等）都是8电子型，一般与同周期稀有气体原子电子层构型相同。阳离子情况比较复

5、杂：92电子型（1s2），如Li+，Be2+等；8电子型（ns2np6），如Na+，Mg2+，Al3+等；9～17电子型（ns2np6nd1～9），如Ti3+，Cu2+，Fe3+，Cr3+、Mn2+，Fe2+等；18电子型（ns2np6nd10），如Cu+，Ag+，Zn2+，Hg2+，Cd2+等；18+2电子型（ns2np6nd10(n+1)s2），如Sn2+，Pb2+，Bi3+，Sb3+等。离子半径：离子和原子一样，它们的电子云弥漫在核的周围，无确定的边界，因此离子的真实半径实际上是难以确定的。10（

6、1）阳离子的半径小于其原子半径，简单阴离子的半径大于其原子半径。如r(Na)＞r(Na+)，r(F—)＞r(F)。（2）同一周期阳离子的半径随离子电荷的增加而减小。如r(Na+)＞r(Mg2+)＞r(Al3+)。（3）同族元素离子电荷数相同时，离子半径从上而下递增。如r(I—)＞r(Br—)＞r(Cl—)＞r(F—)，r(K+)＞r(Na+)＞r(Li+)。（4）同一元素形成不同电荷的阳离子时，电荷数高的半径小。如r(Sn2+)＞r(Sn4+)，r(Fe2+)＞r(Fe3+)。（5）具有相同电子数的原子

7、或离子的半径随核电荷数的增加而减少。如r(F—)＞r(Ne)＞r(Na+)＞r(Mg2+)＞r(Al3+)＞r(Si4+)。离子半径越小，正、负离子间的引力越大，离子键的强度越强，其熔、沸点越高，硬度越大。114.2共价键离子键理论能很好解释电负性差值较大的离子型化合物的成键与性质，但无法解释其他类型的化合物的问题。美国化学家路易斯(GNLewis)提出了共价键(covalentbond)的电子理论：原子间可共用一对或几对电子，以形成稳定的分子。这是早期的共价键理论。121927年英国物理学家海特勒(W

8、Heitler)和德国物理学家伦敦(FLondon)成功地用量子力学处理H2分子的结构。1931年美国化学家鲍林和斯莱特将其处理H2分子的方法推广应用于其他分子系统而发展成为价键理论，简称VB法或电子配对法。131．氢分子的形成当具有自旋状态反平行的未成对电子的两个氢原子相互靠近时，它们之间产生了强烈的吸引作用，形成了共价键,从而形成了稳定的氢分子。14量子力学从理论上解释了共价键形成原因：当核外电子自旋平行的两个氢原子靠近时，两核间电子云