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文档简介

.1,10.1晶体结构和类型,第10章固体结构,10.5层晶体,10.4分子晶体,10.3离子晶体,10.2金属晶体,2,10.1.1晶体结构的性质和晶格理论,10.1晶体结构和类型,10.1.4晶体类型,10.1.3非晶准晶体,10.1.2晶体缺陷。3,10.1.1晶体结构的特性和晶格理论,1 .晶体结构的特性,晶体是由原子、离子或分子决定的特征:(1)晶体具有规则的多面体形状。(2)晶体为各向异性。(3)晶体具有固定熔点。4,晶格(晶格)是晶体的数学抽象。2 .晶格理论的基本概念用单位单元参数a、b、c、表示,a、b、c是立方体边长,、是分别由BC、ca和ab组成的角度。5,晶胞,晶胞晶格中,可以表示其结构所有特征的最小部分,黑色球体,是该晶体的晶体,cl-,cl,6,晶体的内容包括粒子种类及其在晶胞中的相对位置,根据晶胞参数的差异,将晶体分成7个晶系。按心脏类型分类,7晶体系统分为14种样式。例如,立方分为三种类型:简单立方、中心立方和中心立方。7,晶体的分类,10.1.4晶体类型,8,10.2.1金属晶体的结构,10.2金属晶体,10.2.2金属键合理论。9,金属晶体是金属原子或离子相互金属结合形成的。金属键没有方向性,金属晶体内的原子具有很高的配位键是特点。金属晶体的结构:等角球的致密堆积。10.2.1金属晶体的结构,10,1。6磁密积累:根据hcp、3层和1层创建ABAB。方法。配位:12,空间份额:74.05%,11,2。棉心立方密接:FCC,3层和1层的脱离,ABCABC .以某种方式。配位:12,空间份额:74.05%,12,3。体心立方体积累:bcc,配位:8空间份额:68.02%,13、金属晶体的粒子排列方式常见三种:六字密接(hexonallclocking);面心立方密接(face-centredcubicclosepacking);主体心立方体堆栈(Body-centredCubicPacking)。14,密层之间的两种四面体空隙:一层的三个球和上下紧贴的球之间的空隙。15,一层的三个球体和错误放置的其馀层的三个球体之间的间隔。八面体空心:16,10.3.1离子晶体的结构,10.3离子晶体,10.3.3离子极化,10.3.2晶格能,17,负离子:大球,密集堆积形成缝隙。阳离子:小球,填补空隙。阴阳离子相互接触稳定。位数大,稳定。10.3.1离子晶体的结构,18,3种典型AB离子晶体,NaCl类型,晶格:面心立方,配位比:6333696,(灰色球-na,绿色球-cl-),晶体细胞中的离子数:19,CsCl类型,晶体细胞中的离子数:(红色球-cs,绿色球-cl-),晶格:简单立方体,配位比:833068,20,立方内离子数:ZnS类型(立方),(灰色球- Zn2,黄色球-S2-),配位比:433694,晶格:面中心立方,21,离子半径和配位数,NaCl晶体,NaCl晶体的截面:22,理想稳定性结构(NaCl),半径比率规则,23,定义:在标准状态下,用以下化学反应测定法,将离子晶体制成气体正离子和气体负离子时吸收的能量称为晶格能量,用u表示。U,10.3.2晶格能量,24,1.Born-Haber循环,K(g),Br(g),KBr(s),升华焓,电离能量,气化热,电子,25,u=689.1 kj mol-1,=89.2 kj mol-1,=418.8 kj mol-1,=15.5 kj mol-1,=96.5 kj mol-1,26,2.Born-Lande公式;表达式:r0-正负离子核心之间的距离;Z1,z2-分别是正负离子电荷的绝对值;a-made lung常数;与晶体类型相关;n-born指数;以及,27,A的值:CsCl类型A=1.763,NaCl类型A=1.748,ZnS类型A=1.638,n的值:28,影响晶格能的因素:离子的电荷(如果晶体类型相同),离子的半径(如果晶体类型相同),晶体的结构类型(如果决定a的值),离子电子层结构类型(如果决定n的值),z,U,29,离子电荷的大数目,离子半径小的离子晶体的晶格,显示出大数目,相应地熔点高,硬度大等特性。晶格能量对离子晶体物理性质的影响:30,说明离子对其他离子修饰的影响能力。离子极化(f):描述离子本身变形性的物理量。离子的极化率():10.3.3离子极化,31,1。离子的极化速度(),离子半径r: r越大,就越大。:Li(Mg2)离子电荷:负离子电荷多的极化率大。例如(S2-)(cl-)离子电子层组成3360 (18 2) e-,18e-9-17e-8e-,例如(Cd2)(18 2)e-,18e-9-17e-8e (Cu) (na) r/pm 9799695,一般定律:32,摘要以下离子的应变大小顺序为I-br-cl-cn-oh-NO3-f-clo 4-,最易变形的离子是体积大的负离子。18或(18 2)电子组成及不规则电子层的少量电荷阳离子的应变性也相当大。最不易变形的离子是半径较小的电荷高的外星电子的少量。33,简单负离子的电子组成:ns2np68电子组成,34,2。离子极化(f),离子半径r: r小者,极化。离子电荷:电荷多,极化力大。离子的外侧电子构成:f: (18 2) e-,18e-9-17e-8e-正离子和正离子混合时,重点是正离子的极化,负离子的极化速度,但18e构成的正离子(Ag,Cd2等)也要考虑其应变性,一般规则:35,3。离子极化的结果,键转移(从离子键转移到共价键),如AgFAgClAgBrAgI,缩短核间隔。离子结合、共价键、36,晶型变化,AgClAgBrAgIr /r-0.6950.630.58理论晶型NaClNaClNaCl实际上是晶型NaClNaClZnS分配位数664,37,特性变化,(1)化合物的溶解度与晶格能、水化力、结合能等多种因素有关,一般离子化合物容易溶于水。离子极化的结果是离子键转化为共价键,从而降低了化合物在水中的溶解度。是;溶解度AgClAgBrAgI,在银卤化物中,F离子半径小,不易变形,因此AgF是溶于水的离子化合物。对于AgCl、AgBr和AgI,应变也随着Cl-、Br-和I-离子半径的依次增加而增加。Ag离子极化能力强,因此这三种化合物都有很高的共价价格。AgCl、AgBr和AgI的共享结合程度依次增加,溶解度依次减少。38,NaCl溶于水,CuCl不溶于水。39,(2)化合物的颜色,离子极化是影响化合物颜色的重要因素之一。一般来说,如果构成化合物的两个离子都无色,那么该化合物也会无色,例如NaCl、KNO3等。如果其中一种离子无色,另一种离子有颜色,那么这种离子的颜色就是该化合物的颜色,例如K2CrO4的黄色。但是与Ag2CrO4和K2CrO4相比,发现Ag2CrO4是红色而不是黄色。再比较一下,AgI和KI,AgI是黄色而不是无色。这与Ag离子具有强烈的极化效果有关。因为由于极化作用,电子很容易从负离子移动到正离子,吸收可见光部分的能量,就完成了,可以显示颜色。40,(3) AgCl和NaCl等化合物的熔点和沸点都具有相同的晶型,但Ag离子的极化能力大于Na离子,结合型不同,因此AgCl的熔点为728K,NaCl的熔点为1074K。HgCl2,Hg2为18电子组成,极化能力,大变形性,Cl-也具有一定的应变性,由于离子的相互极化,HgCl2的化学键有相当的共价价格,因此HgCl2的熔点为550K,沸点为577K,全部较低。离子极化结果离子键转换为共价键,减少晶格,减少化合物的熔点和沸点。,41,讨论问题:介绍碱土金属氯化物的熔点变化:熔点/c,40714782876962,42,10.4.1分子的偶极矩和极化,10.4分子晶体,10.4.3氢键,10.4.2分子间的吸力,43,1。分子的偶极矩():用于定量表示极性分子的极性大小。极性分子0,非极性分子=0,双原子分子:多原子分子:原子核:O3(V字形),表达式中的q是极点使用的电量,l是偶极长度。10.4.1分子的偶极矩和极化率,双核:HX,44,分子的偶极矩与耦合力矩的关系:极性结合构成的二元子分子:分子偶极矩=耦合力矩多原子分子的偶极矩=耦合力矩的矢量和,例如:(SF6)=0,耦合力矩相互抵消, (H2O) 0,耦合,45,分子的偶极矩(10-30厘米),46,2。分子的极化速度:用于定量表示分子的应变大小。分子的变形大小意味着正电的中心与负中心位移(如果在重合中不匹配,如果偶极长度小,则偶极长度大)。外部因素:外部电场越强,分子变形越强。内部原因:分子越大,分子变形越强。影响分子变形大小的因素:47,分子极化速度 (10-40c m2v-1),48,非极性分子的瞬时偶极间的相互作用,分子间吸力的根本原因:任何分子都有正负电中心;任何分子都有变形性能。瞬时偶极引起的分子间相互作用。10.4.2分子间的吸,1 .分散作用(分散力):在相当长一段时间内的一般情况下,分散力与分子极化率有关。阿尔法大,色山力大。每一分钟。49,2。诱导作用(诱导力):诱导作用强弱的决定因素:极性分子的偶极矩:越大,诱导效果越强。非极性分子的极化率:越大,诱导效果越强。偶极诱导引起的分子间相互作用。当分子离得很远,分子离得很近时。50,当两个极性分子相互靠近时,同一个磁极互相排斥,吸引不同的磁极和磁极,因此分子旋转,根据与不同磁极相邻的状态方向,分子越来越近。3 .取向力(取向力):存在于两个固有偶极之间的偶极排斥,二极吸向作用称为取向作用。分子很远,方向,诱导,51,事故:1。取向作用大小取决于哪些因素?2.极性分子之间除了起取向作用外,还有什么作用?52,分子间力是三种吸引力的统称,其大小一般为kj mol-1,比化学键小1-2倍左右。分子间吸力(10-22j),53,分子间力的特性:在某些情况下,分子间力的构成不同。例如,非极性分子之间只有分散力。极性分子之间有三种力,但极性大的H2O分子除外。分子间力的范围很小(通常在300-500 pm之间)。分子间力弱,没有方向性和饱和性。54,分子质量、分散作用、分子间力、沸点熔点、水溶解、物质熔化、沸点、气化热、熔化热、蒸气压、溶解度和表面张力等物理特性的重要决定因素。分子间力的含义:55,10.4.3氢键,56,HFHClHBrHI,沸点/0c-85.0-66.7-35.4,19.9,HF为什么异常高?原因氢键存在。在HF分子中,共价电子强烈偏向于电负性大的f原子一侧。几乎暴露的h核和其他HF分子中的f原子的一对孤电子之间产生的吸力称为氢键。57,氢键的形成条件:分子中有h和电负性大、半径小、孤电子的元素(f,o,n)形成氢键。氢键的特征:58,HF,H2O,NH3除了分子间氢键以外,有机羧酸,酒精,苯酚,胺,氨基酸和蛋白质中还存在氢键。例如:甲酸通过氢键形成二聚体。除了分子

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