化学键与分子结构
键
与
分
子
结
NaCl型晶体 属立方面心晶格
构
(3) 离子半径比与配位数和晶体构型的关系
-+-
+ -+
第 四 章
-+ -
化
学
键 与
r +/ r- = 0.414
分
子
结
构
-+- + -+ -+-
r +/ r- > 0.414
-+- +-+ -+-
r +/ r- < 0.414
1-5 晶格能
晶格能是相互远离的气态的正负离子结合成1 mol离子晶体所释放 的能量,用 U 表示。
化学键与分子结构
离子健理论 共价健理论 分子间作用力 金属健理论
河南油田高级中学 化学组
科塞尔(Kossel)-----离子键理论
第 四 章
化
学
路易斯(G.N. Lewis)-----共价键理论
键
与
分 化学键—分子中的两个(或多个)原子之间的相互作用
子
结
构
§1 离子键理论
离子健的形成
第
离子键的特点
结 构
(3)离子半径(离子半径越小,健的强度越大)
离子半径: 将离子晶体中的离子看成是相切的球体,正
负离子的核间距 d 是 r + 和 r- 之和 。
第 四
推算半径的方法:
鲍林半径
r
cn Z
r+ r -
章
哥德希密特半径
化 学
d
键 与
离子晶体 离子半径(pm) 溶点(摄氏) 硬度(摩氏)
分 子
NaF
减小。Na + > Mg 2 + > Al 3 +
K + > Ca 2 +
第
过渡元素,离子半径变化规律不明显 。
四
章 c ) 同一元素,不同价态的离子,电荷高的半径小。
化 学
如 Ti 4 + < Ti 3 + ; Fe 3 + < Fe 2 + 。
键 与
d ) 负离子半径一般较大;正离子半径一般较小 。
分
子 结
r < r0 ,当 r 减小时,V 急剧上升。电子云之间的斥力急剧增加,
构
导致势能骤然上升。
离子键理论
当电负性小的活泼金属与电负性大的活泼非金
第
属原子相遇时,发生电子的得失产生正负离子;
四
章
化
对于主族元素来讲形成离子具有稀有
学 键
气体结构即P轨道全充满;
与
分
子
结 正负离子发生电子转移,形成能量较低的新体系。
化 Cl→Cl-
学
2s 2 2p 5 → 2s 2 2p 6
键
与
分 子 结
分别形成 Ne 和 Ar 的稀有气体原子 的结构,形成稳定离子。
构
然后由静电吸引, 形成化学键 。
V
0
r 为核间距
Vr0
第 四
r0
章
V为体系的势能
r
化
学 键 与
r = r0 ,(平衡距离)吸引作用与排斥作用达到暂时平衡, V 有极小值,此时体系最稳定,表明形成离子键。
四
离子特征
章 化
离子晶体
学
离子晶格能
键
与
分
子 结
河南油田高中化学组
构
离子型化合物:
活泼金属原子与活泼非金属原子所形成的化
合物。
第
四
章 化
❖主要以晶体形式存在
学 键
❖较高熔点和沸点
与 分
❖熔融或水溶解后能导电
子
结
构
1-1 离子键的形成(以 NaCl 为例) 首先形成稳定离子
第
四 章
Na→Na+
2s 2 2p 6 3s 1 → 2s 2 2p 6
第
r2
离子间的距离越小,则离子间的引力越强。
四
章
化
学 键
(2)离子键没有方向性
与 分
与任何方向的电性不同的离子相吸引,所以无方向性
子
结
构
(3) 离子键没有饱和性 只要是正负离子之间,则彼此吸引,即无饱和性。
(4)键的离子性与元素的电负性有关
第
四 X > 1.7,发生电子转移,形成离子键;
章
化 X < 1.7,不发生电子转移,形成共价键。
位错
+-+- -+-+
第
四
章
化 C. 离子的定向迁移
导电性 (电离)
学
键 与
条件——熔融或溶于水
分
子 D. 离子晶体中不存在单个分子
无确定的分子量
结
构 用化学式表示其组成。如:NaCl KBr ….
(2)离子晶体的类型
AB型离子化合物的三种晶体结构类型
第
四
章
化 学
立方ZnS型 属立方面心晶格
CsCl型晶体 属简单立方晶格
Na + ( g ) + Cl- ( g ) = NaCl ( s )
H = -U
晶格能 U 越大,则形成离子键得到离子晶体时放出的能量越多,
-哈伯循环 ( Born - Haber Circulation )
与
分 Born 和 Haber 设计了一个热力学循环过程,从已知的热力学数 子 据出发,计算晶格能。
学
键
与 分
离子键与共价键并非有明显界线。
子
结
构
1-3 离子的特征(决定离子键的强度,进而决定晶体的性 质)
(1)离子的电荷
电荷高,离子键强,所形成的离子晶体的溶点、沸点也就 越高,硬度也就越大。
晶体名称 离子电荷 熔点(摄氏)
第
四 NaCl
1*1
801
章
化 MgO
2*2
2852
学
键
与
分 子
(2)离子的电子层构型
231
993
3.2
结 构
NaCl
282
801
2.5
离子半径的变化规律
a ) 同主族从上到下,电子层增加,具有相同电荷数的离子半径增加。 Li + < Na + < K + < Rb + < Cs + F- < Cl- < Br- < I-
b ) 同周期的主族元素,从左至右离子电荷数升高,最高价离子半径
结
构 离子的电子层构型有以下几种
硬度(摩氏) 2.5 6.5
A. 2电子构型 B. 8电子构型 C. 18电子构型 D. (18+2)电子构型 E. 8 — 18电子构型
第在离子的半径和电荷大致相同条件下,不同构型的正离子对 四同种负离子的结合力的大小规律:
章
化学键8<电18子或层1构8+型2的电离子子层<构8型—的17离电子子层构型的离子 与分子(离d子电有子效在正核电外荷分越布大松。散),对核电荷屏蔽作用小。d电子越多,
分
子 e ) 周期表中对角线上,左上的元素和右下的元素的离子半径
结 构
相
近 。 如:Be2+和Al3+
1-4 离子晶体 (1) 离子晶体的特征
第 四 章
化 学
键 A. 正负离子间的静电作用力较强
与 分 子 结 构
熔点、沸点较高
B. 因离子键强度大
硬度高 。
受到外力冲击时,易发生位错
导致破碎 。
+-+- -+-+
构
离子键—由原子间发生电子的转移,形成正负离子,
并通过静电作用而形成的化学键
第
四
章
化 离子型化合物—由离子键形成的化合物
学 键
碱金属和碱土金属(Be除外)的卤化物是典型的
与
离子型化合物
分
子
结
构
1-2 离子键的特点
(1) 作用力的本质是静电作用力
F q1 q2
q1 ,q2 分别为正负离子所带电量 , r 为正负离子的核间距离,F为静电引力。