无机化学第7章幻灯片.ppt

第一节晶体与非晶体,第七章固体结构与性质,1.掌握不同类型晶体（离子晶体、原子晶体、金属晶体、分子晶体、氢键型晶体、混合型晶体）的结构特征及其与物质性质的关系。2.掌握离子的电子构型的几种类型。3.掌握离子极化的概念及对物质结构(键型及晶体构型)和性质(溶解性)的影响。4.了解晶格能的概念。,无机化学多媒体电子教案,基本要求,第一节晶体与非晶体,第七章固体结构与性质,7-1晶体和非晶体7-2离子晶体及其性质7-3原子晶体和分子晶体7-4金属晶体7-5混合型晶体和晶体的缺陷7-6离子极化对物质性质的影响,无机化学多媒体电子教案,基本内容,第一节晶体与非晶体,第七章固体结构与性质,第一节晶体与非晶体,无机化学多媒体电子教案,7-1-1晶体的特征,7-1-1晶体的特征,食盐立方体石英六角柱体方解石棱面体,非晶体(无定形体)没有一定的几何外形如玻璃、松香、石蜡,微晶体如碳黑,即晶体在熔化时温度保持不变，直至全部熔化后，温度才开始上升。,如冰的熔点0,非晶体无固定的熔点在加热时，由开始软化到完全熔化,整个过程中温度不断变化。如松香5070软化,70以上全部熔化,7-1-1晶体的特征,晶体的某些性质，如光学性质、力学性质、导热、导电性、机械强度、溶解性等在不同方向不同。,如：云母可按纹理面方向裂成薄片石墨的热导率,非晶体各向同性,7-1-1晶体的特征,晶体和非晶体在性质上的差异是两者内部结构不同而造成的,晶体内部的微粒的排布是有序的，在不同方向按确定的规律重复性地排列，造成晶体的各向异性。,非晶体内部微粒的排列是无序的、不规律的,7-1-2晶体的内部结构,7-1-2晶体的内部结构,晶格,晶体内部的微粒的排布是有序的，在不同方向按确定的规律重复性地排列。,晶格沿一定方向按某种规律把结点联接起来的几何图形。,7-1-2晶体的内部结构,7-1-2晶体的内部结构,晶格点阵,结点,晶格点阵可描述晶体内部的结构,晶格点阵沿一定方向按某种规律把结点联接起来的几何图形,晶胞,晶胞晶格中，能表现其结构一切特征的最小部分,黑色球组成的为该晶体的晶胞,Cl-,Cl-,Na+,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Na+,Na+,Na+,Na+,晶胞,晶胞的特征：1.晶体的基本重复单元；2.能代表晶体的化学组成；3.必然为平行六面体。,Cl-,Cl-,Na+,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Na+,Na+,Na+,Na+,晶格,分为7个晶系14种晶格类型,简单立方体心立方面心立方,简单四方体心四方简单六方简单菱形,简单正交底心正交体心正交面心正交,简单单斜底心单斜简单三斜,按晶格结点在空间的位置分布,晶格有各种形状。,7-1-3单晶体和多晶体,7-1-3单晶体和多晶体,7-1-非晶体物质,7-1-4非晶体物质,非晶体物质结构无序的固体物质,玻璃体为典型的非晶体物质,7-1-5液晶,7-1-5液晶,不能流动能流动能流动各向异性各向异性各向同性,液晶有些有机物质熔化后在一定的温度范围内微粒的分布仍部分地保持着远程有序性，因而仍部分地保持各向异性，这种介于液态和固态之间的各向异性凝聚流体即为液晶。,第二节离子晶体及其性质,第七章固体结构与性质,第二节离子晶体及其性质,无机化学多媒体电子教案,7-2-1晶体的特征,7-1-1离子晶体的特征和性质,7-2-2离子晶体中最简单的结构类型,7-2-2离子晶体中最简单的结构类型,AB型：NaCl型、CsCl型、立方ZnS型,晶胞类型：简单立方,阳离子配位数：8阴离子配位数：8,例TlCl、CsBr、CsI,CsCl型,Cl-,Cs+,晶胞：正立方形,阳离子配位数：8阴离子配位数：8,例TlCl、CsBr、CsI,CsCl型,Cl-,Cs+,外界条件变化时，晶体类型也能改变如CsCl常温下CsCl型高温下NaCl型同质多晶现象：化学组成相同而晶体构型不同的现象,7-2-3离子晶体稳定性,7-2-3离子晶体的稳定性,晶格能标准态下，拆开1mol离子晶体变为气态离子所需吸收的能量,离子晶体的晶格能,786kJmol-1,晶格能越大，离子晶体越稳定。,离子晶体的稳定性,第三节原子晶体和分子晶体,第七章固体结构与性质,第三节原子晶体和分子晶体,无机化学多媒体电子教案,7-3-1原子晶体,7-3-1原子晶体,金刚石、单质硅、单质硼、碳化硅、石英、氮化硼,熔点高硬度大不导电,共价键,原子,原子晶体,物质示例,一般性质,粒子间作用力,结点粒子种类,晶体类型,7-3-分子晶体,7-3-2分子晶体,第四节金属晶体,第七章固体结构与性质,第四节金属晶体,无机化学多媒体电子教案,7-4-1金属晶体的内部结构,7-4-1金属晶体的内部结构,ABCA,ABA,ABA,配位数=12配位数=12配位数=8,面心立方密堆积六方密堆积体心立方密堆积,7-4-2金属键,7-4-2金属键,金属键自由电子气把金属阳离子“胶合”成金属晶体的结合力,第五节混合型晶体和晶体缺陷,第七章固体结构与性质,第五节混合型晶体和晶体缺陷,无机化学多媒体电子教案,7-5-1金属晶体的内部结构,7-5-1混合型晶体,晶体内同时存在着若干种不同的作用力，具有若干种晶体的结构和性质，这类晶体称为混合型晶体。,如石墨,C原子以sp2杂化，键角为120，形成无数个正六边形组成的平面，平面相互平行。每个C原子剩下的一个p电子形成大键。,石墨层与层之间的结合力较弱，各层较易滑动，因而可用作铅笔芯和润滑剂。,7-5-2实际晶体的缺陷及其影响,7-5-2实际晶体的缺陷及其影响,如果晶体内部每个粒子的排列完全符合其排列规律，称其为理想晶体。但实际上是不可能形成的，形成时在内部结构上总会出现这样那样的缺陷。,空,晶体点缺陷的基本类型：空穴缺陷、置换缺陷、间充缺陷,间充,置换,空穴,晶体中的缺陷对晶体的物理性质、化学性质产生一定的影响。,如纯铁中加入少量C或某些金属，可制得各种性能的优质合金钢,纯锗中加入微量Ga或As，可强化其半导体性能,7-5-实际晶体的键型变异,7-5-3实际晶体的键型变异,实际晶体中,各结点粒子间的结合力,只有少数属于纯粹离子键、共价键、金属键或分子间力。多数晶体属于混合键型或过渡键型。,离子键,金属键,共价键,键型过渡现象又称键型变异,第六节离子极化对物质性质影响,第七章固体结构与性质,第六节离子极化对物质性质影响,无机化学多媒体电子教案,有些物质，离子电荷相同，离子半径极为相近，性质上差别却很大。如,说明影响离子晶体的性质除了离子电荷、离子半径外，还有离子的电子构型。,7-6-1离子的电子构型,7-6-1离子的电子构型,简单阴离子的电子构型：ns2np68电子构型,7-6-2离子极化概念,7-6-2离子极化概念,离子极化,对于孤立的简单离子来说，离子电荷分布基本上是球形对称的，离子本身的正、负电荷中心重合,不存在偶极。,电场中，离子的原子核和电子受电场的作用，离子会发生变形,产生诱导偶极，这种过程称为离子极化。,离子极化,离子晶体中,都是带电的粒子,本身就会在其周围产生电场,而使周围邻近的离子极化,所以离子极化现象普遍存在于离子晶体中。,离子晶体中的离子极化是相互极化，即阳离子的电场使阴离子极化，同时阴离子的电场也使阳离子极化。,离子极化的强度取决于：离子的极化力、离子的变形性,离子极化力,E一定时,越大,越大,即离子变形性越大,离子的变形性,离子极化规律,A.阴离子半径相同时,阳离子电荷越多,阴离子越容易被极化,产生的诱导偶极越大。,B.阳离子电荷相同时,阳离子半径越大,阴离子被极化的程度越小,产生的诱导偶极越小。,C.阳离子电荷相同,半径大小相近时,阴离子越大,越容易被极化,产生的诱导偶极越大。,离子的附加极化作用,当阳离子易变形时，除要考虑阳离子对阴离子的极化作用外，还需考虑阴离子对阳离子的附加极化作用。,阳离子的诱导偶极加强对阴离子的极化作用，使阴离子的诱导偶极增大。,阳离子产生的诱导偶极加强了对阴离子的极化作用，使阴离子的诱导偶极增大，这种效应叫做附加极化作用。,7-6-3离子极化对物质结构和性质的影响,7-6-3离子极化对物质结构和性质的影响,离子极化对键型的影响,离子极化对键型的影响,Ag+为18电子构型，极化力强、变形性大,离子极化对晶体构型的影响,晶体中的离子在其平衡位置附近不断振动。,B.当离子偏向异电荷离子时，产生诱导偶极,若阳离子极化力不强、阴离子变形性不大时,在热运动作用下，又返回原位置。,ABC,C.若阳离子极化力强、阴离子变形性大时,诱导偶极产生的附加引力,破坏了原有振动,缩短了离子间距离,使晶体向配位数减小的晶体构型转变。,离子极化对晶体构型的影响,离子极化对物质性质的影响,第六节结束,第六节结束,第七章固体结构与性质,无机化学多媒体电子教案,自测题,1.估计下列物质中属于分子晶体的是（）。(A)BBr3，熔点46；(B)KI，熔点880；(C)Si，熔点1423；(D)NaF，熔点995。2.下列晶体熔化时，只需克服色散力的是（）。(A)Ag(B)NH3(C)SiO2(D)CO2,3.AgI在水中的溶解度比AgCl小，主要是由于（）。(A)晶格能AgClAgI(B)电负性ClI(C)变形性Cl-I-(D)极化力