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1、第四章无机非金属材料、chapter 4 non-metallic in organic materials、4.1 ionic crystals 4.1.1几种茄子二元离子晶体的典型结构形式、CsCl类型、负离子形成简单立方体(单层)累积方法如下：111方向：ABBCC ABBCC.ZNS类型及相关结构，纤维锌矿ZnS:S离子是A3最密集的积累，ZN离子填充了一半四面体间隙。累计方法：001方向：ABB ABB ABB.CaF 2型，CA是A1最密集的累积量，F填满所有四面体间隙。f是简单的立方体堆叠，Ca是一半立方体空，TiO2(金红石)，O形(扭曲)六边形密接，Ti占一半的八面体空隙，r

2、 /r-=0.40.7TiO2型和相关结构，4.1晶格能栏0K中的LMS也称为点阵能量(正)。如果换成物理化学中的热化学表达，晶格能U等于下一个化学反应内的能量变化量(负):晶格能(负)，(2)利用实验数据，进行Born-Haber热化学循环计算。2 .晶格能(点阵能量)，1 .Born-Land方程，M是Born常数，是由1mol的正离子和1mol的负离子组成的晶体。Z21(对于正负传记价格，为绝对值)Born金志洙(离子的电子配置和相关)n=(7 9)/2=8 Madelung常量(晶体结构类型和相关)a=1.7476 r0=281.97 pm u=-77Born-Haber热化学循环，1

3、 .离子半径离子可以粗略地看作是具有一定半径的弹性球。东湖离子是互斥的。二号离子徐璐被吸引，但只能接近一定的距离，但是除以阳离子半径的方法有几个茄子其他方案。此外，离子半径的数值也与当前环境有关，不是固定不变的。4.1.3离子半径(Ionic radii)，建立于上世纪20年代的两个大半径体系标准3360 (1)金NaCl，某些NaCl晶体的结晶细胞参数，A (MGO) A (MNO) A (CAO)，以及、a(MgS) a(MnS)、r(Mg2) r(Mn2)是上一页的图情况。A(CaS) a(MnS)、r(Ca2 )r(Mn2) CaS是上面的页面图表情况。a(cas)2r(Ca2)r(O

4、2-)r(Ca2)=100pm。以F-和O2-的离子半径为基准，根据在离子晶体中实验测量正负离子接触半径的数据，确定了80多种离子半径。根据A(CaO) r(O2-)=140pm。然后根据a(MnO) r(Mn2)=82pm。科希米特离子半径() (表中的离子半径系基于NaCl结构)，I是1价离子半径。II是2价离子半径，惰性元素原子半径，H是H的半径。(2) Pauling半径：Pauling认为离子半径取决于外部电子分布，对于具有相同电子层离子的离子，离子半径与有效原子电荷成反比，因此可以得到以下关系：R1Cn/(Z-)，其中R1是单价离子半径，Cn是由外部电子主杨紫数确定的参数Pauli

5、ng根据五种晶体(NaF、KCl、RbBr、CsI、Li2O)的正负离子核心间距估计大量离子半径。如果考虑多价离子半径，则RwR1*(w)-2/n-1，其中W是离子价钱数。3 .从实验数据中推导出有效离子半径。在一定条件下，离子半径与结构形式无关。阳离子半径和离子间距的合子里自旋状态配位多面体)，4。离子半径变化规律，(1)在周期表中，1-7角主族元素中，同族元素离子半径随原子序数的增加而增加。例如，IA 6倍以上的离子半径(pm)如下：同族原子的电子层结构相同，最外层电子的主要杨紫数量随着原子序数的增加而增加。(2)在同一周期中，核外电子的数量相同的阳离子系列中，离子半径随着核能数量的增加而

6、减少。例如，当配位数为6时，离子半径(pm)为：也就是说，在每个周期中，确保电子离子的数量不会随着原子序数的增加而增加，外部电子会增加吸引力。并且随着离子的增加，高价离子之间的静电重力增加，离子之间的距离减少，3)等元素各种价态的离子，电子的数量越多，离子的半径就越大。(威廉莎士比亚、离子、离子、离子、离子、离子、离子、离子、离子、离子、离子、离子)例如，在整个周期表中，负离子的半径通常大于正离子，负离子的半径约在130-230pm之间，正离子的半径小于190pm。(4)随着核外电子数量相同的负离子对负传记价格的增加，半径略有增加。例：但是增量很小。因为昂贵的负离子和与之匹配的阳离子的吸引力提

7、高，抵消了负传记价钱增加引起的离子半径增加，从(5)镧系元素3离子的半径(6倍以上)，La3的103.2pm随着原子序数增加，下降到Lu3的86.1pm。铬和铪、铌、钽、钼、钨等同族的5、6周期元素也减少了溴系收缩效应下的路径，使其具有几乎相同的离子半径。镧系元素同族Y3的离子半径为90pm，其性质与溴系相似。通常包含已知的稀土元素y。(6)在周期表中，从左上到右下，由多条对角线贯穿的元素阳离子具有相似的离子半径。例如，牙齿对角线的法则在解释同情现象时起着重要作用。(7)当其中一个元素既能形成正离子又能形成负离子时，正离子半径小于原子半径，负离子半径大于原子半径。例如，(8)cohimit或冒

8、泡半径均基于两位数为6的NaCl配置，对于配位不是6牙齿的配置，必须通过将离子半径值乘以相应系数来修改。例如，CsI晶体属于CsCl配置，配位数为8。Cs与I-的气泡半径和385pm，乘以1.03后为397pm，CsI实验测量的离子之间的距离基本上与396pm一致。4.1.4戈希米特晶体化学定律，1 .影响结构型的几个茄子因素(1)阳离子的相对大小(半径比r /r-)决定了阳离子配位和配位风格。(2)阳离子的相对数量(构成比n /n-)决定了阳离子配位比和阳离子所占的空位分数。(3)离子的极化，耦合型和结构型变异离子在相互电场作用下使电子分布的中心脱离原子核，发生电子云变形的现象称为极化现象。

9、除了4.2分子间作用力和超分子化学、4.2.1分子间作用力分子间作用力物质聚集状态下分子内相邻原子之间存在的强化学键外，分子和分子之间还存在弱吸引力分子间作用力。早在1972年，范德沃尔斯已经注意到牙齿力的存在，考虑到牙齿力的影响和分子本身占据体积，提出了著名的范德瓦斯状态方程。所以分子间作用力也叫范德瓦尔斯重力。泛德化重力是决定物质熔点、沸点、汽化热、熔化热、熔化热、表面张力、粘度等物理化学性质的主要因素。，分子间的主要作用包括电荷团、偶极、电感之间的相互作用、氢键、疏水基团相互作用、栈作用维基电子反作用力等。大部分分子的分子间作用在10kJmol-1以下，比一般共价键键能小12个数量级，作

10、用范围为300500pm。电荷组之间的静电作用的本质类似于离子键，又称盐键(如COO- H3N)，其作用与相互作用的组之间的电荷量成正比，与基团电荷中心之间的距离成反比。偶极、电感、高级电极力矩(如古装剧力矩)之间的相互作用统称为泛德化作用。小数气团相互作用是指由于极性气团之间的静电作用和氢键，极性气团倾向于聚集，因此将小数气团推出，小数气团徐璐聚集的能量效应和熵效应。在蛋白质分子中，苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等更大的疏水基团被水溶液中溶剂水分子推挤，溶液中蛋白质分子的设想倾向于在分子表面分布极性基团，两个CH2基团聚集在一起形成CH2H2C的稳定性估计约为3kJmol-1。堆栈是两个或多个平

11、面方向环并行积累而产生的能量效应。最典型的是石墨层状分子间的堆积，层间距离为335pm。在其他小分子构成的晶体中，定向环徐璐堆积的现象也很常见。堆积作用与定向分子中的离解分子轨道重叠有关。非共价电子排斥作用是一种短程作用。主要的三种茄子分子间作用力是静电力(永久偶极矩和永久偶极矩之间的相互作用)、诱导力(永久偶极矩和柔道偶极矩之间的相互作用)、色散力(瞬时偶极矩之间的相互作用)，它们之间的关系可以用公式表示，色散力在任何相互作用的分子之间普遍存在。极性分子与极性分子相互作用时，三种茄子力同时存在。实验证明，对大多数分子来说，色散力是主要的。2 .原子的范德华半径，大量的晶体结构数据表明，一对郑

12、智薰耦合原子之间的接触距离变化幅度很小。如果氢键和捐赠者-受体没有徐璐结合，对于很多化合物，C，N，O原子之间的距离通常在320370pm之间。这可以推断原子的范德华半径的概念。表示相邻分子的原子间最小接触距离的平均值。有些元素原子的范德瓦尔斯半径(rvdw)见表4.2-1。一个原子的泛德化半径在Lennard-Jones势能函数中靠近r0参数，与原子最外层所占据的原子轨道大小相关相连。例如，在C原子2p轨道上，电子概率为99的球体半径为190pm，碳原子的rvdw为170pm。原子的范德瓦尔斯半径* (pm单位)，3 .氢键，(1)氢键基本性质氢原子h与电负性大原子x形成共价键时，剩余作用力

13、可以与其他电负性大原子y形成氢键，也可以用XHY表示。x，y表示电负性高的原子，如f，氢键术语两个茄子有不同的含义。一个表示XHY的整体结构。例如，氢键键长度表示XY之间的距离。第二个特别是HY的结合。例如，氢键键能()是指HY结合破坏时需要的东西。一般认为，氢键XHY中，XH基本上是共价键，HY是强方向性泛德化重力。由于XH的偶极矩大小，H的半径较小(原子半径为25pm)，没有内层电子，因此具有部分电荷的Y原子可以充分接近，产生强吸力，氢键形成。这种载人作用的能量一般小于40kJmol-1，比化学键键能小得多，但像泛德化人力的数量级。另外，这是偶极偶极或偶极离子的静电相互作用，因此在这种意义

14、上，我们可以将氢键分类为范德华力。表4.2-2显示了氢键键长度、键角和强弱等特性。氢键强弱及其性质，但氢键两个茄子普通范德华力其他特征，即饱和性和方向性。氢键饱和：XH只能与一个Y原子结合(氢原子很小，X和Y相当大，另一个Y原子接近时，X和Y的斥力大于H的斥力，因此XH一般不能与两个Y原子结合)。氢键方向：偶极矩XH和Y的相互作用仅在XHY位于同一直线时最强，因此X和Y之间的斥力最小。因此，请确保XHY在可能的范围内位于同一条直线上。Y一般含有孤独电子，在可能的范围内，必须匹配氢键方向和孤独电子的对称轴。这样Y原子中负电荷分布最多的部分可能离氢原子最近。这就是水的晶体(冰)具有四面体结构的原因

15、(图4.2-1)。氢键键能之间的共价键和范德华重力，它的形成不需要共价键那样严格的条件，它的结构参数键长度、键角、方向等各个方面都可以在相当大的范围内变化，具有一定的适应性和灵活性。氢键的键能不大，但对物质性质的影响很大。物质内部尽可能多的生成氢键降低系统的能量，因此形成氢键条件的固体、液体甚至气体中尽可能多的生成氢键，可以说是形成最大的氢键原理。氢键键能牙齿小，因此形成和破坏所需的活化能也小。此外，形成氢键的空间条件比较灵活。在物质内分子间和分子内不断变化的条件下，氢键仍能保持断裂和形成，在物质内保持一定数量的氢键结合。(2)氢键类型也可分为氢键分子内氢键和分子间氢键两类茄子。分子内结合XH键和其内部Y的氢键(图4.2-2)，称为分子内氢键，即o-硝基苯酚。一个分子的XH键和另一个分子的Y相结合的氢键称为分子间氢键。大量存在的是分子间氢键。图4.2-2，具有特定方向性的氢键分子在分子间形成时，必须对牙齿分子堆积的晶体结构产生重要影响。氢键晶体中的一些因分子间氢键而呈链式连接，有些由层连接，有些则