第二章元素的结合规律与赋存形式ppt课件.ppt

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1、2元素的结合规律与赋存形式2.1自然体系及自然作用产物2.2元素的地球化学亲和性及其分类2.3元素结合规律的微观控制因素2.4类质同象2.5晶体场稳定能及其对过渡金属行为的控制2.6元素的赋存形式2.3元素结合规律的微观控制因素自然体系中元素结合规律受体系中元素的种类和丰度控制，但元素的结合归根结底是一种化学行为，因此在任何条件下元素的结合与原子的内部结构有关；如果生成结晶化合物，元素的结合还与晶体的结构有关。元素结合规律可从两个不同侧面来衡量从能量的侧面：衡量元素结合的能量参数—电负性（X）、电离势（I）、电子亲和能（Y）、晶格能（U）;从空间几何形式的侧

2、面：半径（原子、离子）、配位数、原子和离子极化、最紧密堆积等。2.3元素结合规律的微观控制因素2.3.1衡量原子得失电子的能力的参数2.3.2原子间的结合方式——化学键2.3.3元素的成键规律——电负性控制2.3.4原子的大小与离子半径2.3.5离子的性质和运动规律2.3.1衡量原子得失电子的能力的参数1．元素的电离能（I）：气态原子（离子）丢掉一个电子所需要的能量；2．元素的电负性（X）2.3.2原子间的结合方式—化学键1.离子键；2.共价键；3.金属键；4.分子键。以上4种是化学键的典型类型，自然界常存在多键型化合物，化学键也可以有过渡类型。离子键ion

3、icbond，又被称为盐键，是化学键的一种，通过两个或多个原子或化学基团失去或获得电子而成为离子后形成。离子键是由电子转移（失去电子者为阳离子，获得电子者为阴离子）形成的。钠与氯化合生成氯化钠：从原子结构看，钠原子最外电子层上有1个电子，容易失去；氯原子在外电子层有7个电子容易得到一个电子。当钠原子与氯原子相遇时，钠原子失去最外层的一个电子，成为钠离子，带正电，氯原子得到钠失去的电子，成为带负电的氯离子，阴阳离子的异性电荷相吸的吸引作用，与原子核之间的排斥作用达到平衡，形成了稳定的离子键。共价键（covalentbond）是化学键的一种，两个或多个原子共同使

4、用它们的外层电子，在理想情况下达到电子饱和的状态，由此组成比较稳定的化学结构叫做共价键。通过平行、侧面重叠而形成的共价键，叫做π键金属键（metallicbond）是化学键的一种，主要在金属中存在。由自由电子及排列成晶格状的金属离子之间的静电吸引力组合而成。由于电子的自由运动，金属键没有固定的方向，因而是非极性键。在金属晶体中，自由电子作穿梭运动，它不专属于某个金属离子而为整个金属晶体所共有。金属键有金属的很多特性。例如一般金属的熔点、沸点随金属键的强度而升高。分子键(moleculebond)惰性气体分子间是靠分子键结合的，其实质是分子偶极间的相互作用力，

5、其实质是一种电性的吸引力，这种结合键较弱。2.3.3元素的成键规律——电负性控制1．元素的电负性2．判断化学键类型的法则1．元素的电负性电负性含义:电负性是原子得失电子的难易程度。表示法：X=I（电离能）+E（电子亲和能）电离能:气态原子（离子）丢掉一个电子所需要的能量电子亲和能:气态原子（基态）获得一电子成为-1价气态离子时所放出的能量X越大原子吸引其他电子的能力越强，反之容易失去电子。2．判断化学键类型的法则★首先，根据电负性大小可以将元素划分为：①强电负性元素X>2.1②弱电负性元素X=1.8~2.2③电正性元素：X<1.4。①化学键判断法则鲍林(Pa

6、uling，1960)提出，互相化合的两个原子间形成的化学键性质与其电负性差有关的理论，并归纳出应用电负性差值△X估计化合物键性离子-共价比份的经验公式和经验曲线。根据给定化合物阴阳离子的电负性差值△X，可对元素间相互结合所形成化合物的键性作出定量估计，并可对元素的存在状态和活动性质进行预测。1）鲍林，19602）戴安娜法则戴安娜（1981）提出了判断化学键类型的新准则，如已知相互化合原子间的电负性差值，就可以查出化合物中离子键成分的百分数。相互结合原子间的电负性差值和对应离子键成分的百分数∆X0.10.20.40.60.81.01.21.41.61.82.

7、02.22.42.62.83.03.2I/%0.214915223039475563707682868992CaF2Cu2S3元素的电负性-元素的成键规律-元素的存在状态和迁移形式元素的电负性决定元素的成键规律，由元素的成键规律可粗略归纳元素在地壳中的存在状态和总体迁移活动性如下：a气相——强电负性元素及其金属化合物，内部形成共价键，外部为分子键；b易溶组分——离子键矿物、络合盐类；c易熔组分——富碱富硅的硅酸盐类（离子键为主）；d难熔组分——具非极性键(共价键、金属键)为主的硅酸盐、复杂氧化物及自然金属元素。2.3.4原子的大小与离子半径（自学）图2.6金

8、属原子半径2.3.5离子的性质和运动规律1．离子体系