第7章晶体结构ppt课件.pptx

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1、7.1分子晶体和分子间作用力分子之间以分子间作用力结合成的晶体称为分子晶体。分子间作用力是一种弱相互作用，远小于化学键的结合强度。第7章晶体结构因此，分子晶体一般来说要在较低的温度下才能形成，而在室温时这些物质多以气体形式存在。分子晶体导电性能一般较差，因为电子从一个分子传导到另一个分子很不容易。分子间作用力的本质，经常是静电吸引性质。所以研究分子间作用力，首先要了解分子自身的静电分布。7.1.1分子的极性分子的正电重心和负电重心重合，称为非极性分子。例如，H2，Cl2分子的正负电重心重合。分子的正电重心和

2、负电重心不重合，则为极性分子。例如，HCl分子的正负电重心不重合，称其为极性分子。分子中的键是极性共价键。键的极性与电负性差有关，两个原子的电负性差值越大，键的极性就越大。分子的极性不仅与键的极性有关，而且与分子的空间构型有关。如果组成分子的化学键是极性键，对于双原子则一定是极性分子。而对于多原子分子来说，就要考虑分子的空间构型。例如，NH3和BF3两种分子，虽然N－H键和B－F键都是极性键。但是具有平面三角形构型的BF3分子，其正、负电重心重合，是非极性分子。具有三角锥形构型的NH3分子，其正、负电重心不

3、重合，键的极性不抵消，是极性分子。若正电（或负电）重心上的电荷量为q，正负电重心之间距离即偶极长为d则偶极矩=q·d极性分子，其极性的大小可以用偶极矩来衡量。q=1.60210－19C即q为电子的电荷量此时，偶极矩=4.8D偶极矩的单位为德拜，用D表示。A°当d=1.010－10m即d为1可以通过下列的数据体会偶极矩单位D的大小HIHBrHClNH3H2OH2S/D0.450.831.111.471.850.97在国际单位制中偶极矩以C•m（库仑•米）为单位，当q=1C，d=1m时，=1C

4、•m分子中各个化学键的偶极矩的矢量和等于分子的偶极距。化学键的极性也可以用偶极矩来衡量。键矩矢量偶极矩矢量例如H2O分子多原子分子中的电子分布：偶极矩的矢量方向由正向负如大键、重建、孤对电子等有时也影响分子的偶极矩。非极性分子偶极矩为零，但各键矩不一定为零，如BCl3由于极性分子的正、负电荷重心不重合，因此分子中始终存在一个正极和一个负极，极性分子本身固有的偶极矩称为固有偶极或永久偶极。但是分子的极性并不是固定不变的，在外电场作用下非极性分子和极性分子中的正、负电荷重心会发生变化。非极性分子在外电场的作用

5、下，可以变成具有一定偶极矩的极性分子。_＋＋=0而极性分子在外电场作用下，其偶极矩也可以增大。++这种在外电场诱导下产生的偶极称为诱导偶极。非极性分子在无外电场作用时，极性分子也会由于上述原因改变正负电重心。由于运动、碰撞，原子核和电子的相对位置变化……其正负电重心可有瞬间的不重合。这种由于分子在一瞬间正负电重心不重合而造成的偶极，称为瞬间偶极瞬间偶极和分子的变形性大小有关。分子越大，越容易变形，瞬间偶极也越大。7.1.2分子间作用力分子间力最早是由范德华研究实际气体和理想气体状态方程

6、的偏差时提出来的因而，分子间力又称为范德华力。分子间的范德华力可根据来源不同分为取向力、诱导力和色散力1.取向力取向力又称定向力，是极性分子之间的永久偶极与永久偶极之间的静电引力。取向力的大小与偶极矩的平方成正比，F22.诱导力诱导偶极——永久偶极之间的作用称为诱导力。极性分子作为电场，使非极性分子产生诱导偶极这时诱导偶极与永久偶极之间产生诱导力。极性分子作为电场，使极性分子的偶极增大，产生诱导偶极因此诱导力存在于极性分子——非极性分子也存在于极性分子——极性分子3.色散力瞬间偶极——瞬间偶极之间有色散

7、力。由于各种分子均有瞬间偶极，故色散力存在于极性分子——非极性分子极性分子——极性分子非极性分子——非极性分子色散力不仅存在广泛，而且在分子间力中，色散力经常是重要的。下面的数据可以说明这一点kJ•mol－1取向力诱导力色散力HCl15.664.7379.61NH344.655.2050.15取向力、诱导力和色散力均属范德华力，具有以下的共性：永远存在于分子之间；其中经常是以色散力为主。力的作用很小；属于近程力；无方向性和饱和性；7.1.3次级键和氢键当原子间距离小于或接近相应的离子半径、共价半径或金属半径

8、之和时，可以认为原子间形成了化学键；当不同分子中的原子间距离接近范德华半径之和时可以认为分子间有范德华相互作用;当原子间距离介于化学键与范德华力范围之间时，可以认为原子间生成了次级键。氢键是次级键的一个典型类型，也是最早发现和研究的次级键。1.氢键的形成人们发现H2O的沸点比相应的同族元素氢化物沸点反常地高。HF在VIIA族元素氢化物中沸点也是反常地高。说明分子间有很强的作用力，以致分子发生缔合，这是由氢键造成的