原子分子离子课件

1、第十章 固体结构1基本内容和重点要求10、1 晶体类型10、2 离子晶体10、3 分子晶体2重点要求理解 理解金属键的形成和特征；理解晶格能的的概念和离子电荷、半径对晶格能的影响，熟悉晶格能对离子化合物熔点、硬度等的影响；了解分子间力和氢键产生的原因及其对物质性质的影响。3晶体结构和类型一、离子晶体二、分子晶体和原子晶体三、金属晶体四、混合型晶体410、1 晶体类型 固体是有一定体积和形状的物质。固体分为晶体和非晶体两大类。1、晶体的特征与内部结构 晶体有以下特征： （1）规则的几何外形 （2）有固定的熔点 （3）呈现各向异性 晶体的某些物理性质（如导热性、导电性、光学性质和力学性质）沿不同方

2、向有不同值的现象，称为各向异性。 晶体是具有整齐规则的几何外形、有固定的熔点、各向异性的固体。 5晶体内部结构：晶体是由在空间排列的很有规律的的粒子（原子、分子、离子）组成的，晶体中粒子的排列按一定的方式不断重复出现，这种性质叫做晶体结构的周期性。晶体的一些特性都和粒子排列的的规律有关。为便于研究晶体的几何结构及周期性，将晶体中的粒子抽象为几何学中的点，无数这样的点在空间按照一定的规律重复排列而组成的几何图形叫做晶格（或点阵），每个粒子的位置就是晶格结点。6 晶格中最小的重复单位，即能体现晶格一切特征的最小单元称为晶胞，通常是一个六面体。晶胞是晶体结构的基本重复单位，无数个晶胞在空间紧密排列就

3、组成了晶体。根据晶胞的特征，可划分为7个晶系，14种晶格，最常见的为简单立方、面心立方、体心立方和和简单六方四种晶格。72、晶体的基本类型 按照晶格上粒子种类和粒子间作用力的实质（化学健的键型）不同，晶体可分为四种基本类型。810、2 离子晶体1.离子晶体的特征和性质类型：活泼金属的氧化物和盐类特征：晶格结点上的质点正、负离子； 质点间作用力离子键； 配位数 6、8、4等； 晶体中不存在独立的简单分子。 9 性质： 较高的熔沸点和硬度电荷越高，离子半 径越小，库仑力越大，熔、沸点越高； 质脆，延展性差受机械力作用，结点离子位移，由异性相吸变为同性相斥； 易溶于水，水溶液及熔融态易导电；1011

4、标准态下，使1mol离子晶体变为由气态正离子和负离子时所吸收的能量叫做晶格能。晶格能 U 越大, 离子键越强，离子晶体越稳定。 影响晶格能的因素是离子电荷越高、正、负离子的半径越小越小，则U越大。晶格能的大小直接影响着离子晶体的许多性质。例如熔点、硬度、水溶解度甚至化学反应的性能。对相同结构类型的晶体说，U越大，晶体的熔点、硬度越高、而水溶解度越小。2 晶格能(U)12MgO在工业上可用作耐火材料，这主要与下列（ ）性质有关。A 键能 B 晶格能 C 电负性 D 电离能 下列各组晶体的晶格能比较正确的是（ ）。A CaO KCl MgO NaClB NaCl KCl RbCl SrOC MgO

5、 RbCl SrO BaOD MgO CaO NaCl KCl133 离子的极化（1）离子极化的概念 离子（或分子中的原子）核外电子受电场的作用，电子云发生变形，这种现象称为极化。 极化率可以作为离子变形的一种量度. 离子本身带有电荷，也是一个电场。它能对周围的异电荷离子产生极化作用，而使异电荷离子最外层的电子云发生变形。 离子的电荷愈多,半径愈小,则其电场愈强,引起相反电荷的离子极化愈厉害. 14 由于正离子带有多余的正电荷（外壳上缺少电子）,一般半径较小,它对相邻的负离子的诱导作用显著,即正离子通常以极化作用为主；而负离子的半径一般较大，外壳上有较多的电子，易于被诱导，即通常以变形性为主。

6、 离子极化程度主要决定于阳离子的极化作用和阴离子的变形性。15 (2) 影响阳离子极化作用的主要因素： 离子的半径、电荷和电子构型。A 正离子电荷越高，离子半径越小，极化作用越强； AI3+Mg2+ Na+B 外层电子构型相似，电荷相等时，离子半径越小时极化作用越强； Li+Na+ K+ ; Mg2+Ba2+ ; AI3+ Ga3+16 C 电荷相同，离子半径相近时（Na+,Cu+)，极化力大小主要取决于电子构型。(18+2)、18、2电子构型9-17电子构型8电子构型（3）影响离子变形性的主要因素： 离子的变形性主要决定于离子半径，其次是离子电荷数。当电荷数相同时，离子半径大，变形性越大。如

7、 I- Br- CI- F- 当阴离子半径相近时，随离子电荷数的增加（电子云蓬松），其变形性逐渐增大。17注意：构型相同时，一般阴离子比阳离子易变形 O2-F-NeNa+Mg2+AI3+Si4+18和9-17电子构型的阳离子变形性半径相近电荷相同的8电子构型的阳离子 Ag+ K+ ; Cu+ Na+ ; Hg2+ Ca2+18(4)离子极化对物质结构和性质的影响A、极化作用对键型的影响 离子极化作用越强，形成的化学键中离子性成分越小，共价键成分越多。 AgF AgCI AgBr AgI键型 离子键 过渡键 过渡键 共价键半径和/pm 262 307 321 342实测键长 246 277 28

8、8 299 差值 16 30 33 4319B、离子极化对晶体构型的影响 对AB型离子晶体，在极化作用不显著的条件下，可根据半径比定则来判断离子晶体的构型，但当离子极化作用显著时，实际半径比变小。 AgX:理论上为NaCI型，实际AgI为ZnS型C、离子极化导致化合物溶解度（S）降低 离子的极化，导致离子间距离的缩短和轨道重叠，由离子键共价键，所以S降低。 AgF AgCI AgBr AgIS/molL-1 易溶 2.010-4 2.910-5 2.710-720 D 熔点降低 离子极化作用引起化学键型发生变化，使离子键向共价键过渡，导致晶格能降低。 BeCI2 MgCI2 CaCI2 HgC

9、I2M2+半径 34 78 105 112熔点 410 714 782 276 E 热稳定性降低 BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3分解温度K 373 813 1170 1462 163321F 化合物颜色加深 Ag+ Bi3+ Ni2+ Hg2+ CI- 白 白 黄 白 Br- 浅黄 橙 棕 白 I- 黄 黄 黑 黄2210、3 分子晶体1 分子晶体靠分子间力结合（有时可能含氢键）而成的晶体类型:主要是一些共价型的非金属单质和化合物分子。如：稀有气体；大多数的非金属单质（H2、O2、X2、S8、P4等）；非金属间的化合物（HCI、CO2等）；大多数有机化合物。23特点

10、: 晶格上的质点分子 质点间作用力 分子间力（氢键） 配位数可高达12 晶体中存在独立的简单分子24性质: 熔点低，硬度小，易挥发（分子间力弱），通常为电的不良导体，但一些强极性键的分子晶体（HCI）溶于水导电。252 原子晶体 靠共价键结合的晶体 通常情况下是由“无限”数目的原子所组成的一类晶体，数量不多。 A：C Si Ge Sn等单质 A A A 彼此组成的某些化合物 金刚石、B、SiC、SiO2、BN、B4C、AIN26特点：晶格结点上的质点原子 质点间作用力共价键 配位数 一般为4 原子晶体中不存在独立分子性质：熔沸点高，硬度大，一般溶剂中不溶， 是电的绝缘体或半导体。2728 三种

11、常见的偶极永久偶极：极性分子中固有的偶极。诱导偶极：在外电场影响下所产生的偶极。瞬间偶极：某一瞬间，分子的正、负电荷重心发生不重合现象时所产生的偶极。29 分子间作用力 分子的极性和变形性是分子互相靠近时分子间产生吸引作用的根本原因。 偶极距衡量分子的极性。 极化率表征分子的变形性。分子的变形性与分子的大小有关。30（1）范德华力的类型 取向力:极性分子中永久偶极间的相互作用力。31诱导力：诱导偶极与永久偶极间的作用力。 色散力：瞬间偶极间的作用力。 对大多数分子来说，色散力是主要的（水除外）。321.极性分子 与 极性分子 偶极：永久偶极、诱导偶极、瞬间偶极 作用力：取向力、诱导力、色散力2

12、.极性分子与非极性分子 偶极：诱导偶极、瞬间偶极 作用力：诱导力、色散力3.非极性分子 与 非极性分子 瞬时偶极 色散力33（2） 范氏力的特点 存在于分子或原子(稀有气体)间的一种电性作用力; 作用能小，约几几十kJmol-1; 一般没有方向性和饱和性； 作用范围小(一般几个pm),d减小,力速减。34（3） 范氏力对物质物理性质的影响 结构相似的同系列物质（如：卤素、稀有气体等），分子量越大，分子的变形性越大，分子间作用力越强，物质的熔沸点越高；分子量相等或相近，体积大的变形性大，熔沸点高。 F2 CI2 Br2 I2聚集态 气 气 液 固熔点/K 53.38 172.02 265.92

13、386.5沸点/K 84.86 238.95 331.76 457.3535、 氢键A元素氢化物的沸点递变情况36（1）.氢键的形成 和电负性很大的原子形成共价键的H原子，与另一个电负性很大且含有孤对电子的原子之间较强的静电吸引作用称为氢键。氢键通常用虚线表示。 氢键的组成可用 X-HY表示 X、Y-代表F、O、N等电负性大而且原子半径较小的原子，可相同，也可不同。 形成条件：X-电负性大,半径小,与氢形成强极性键。Y-电负性大,半径小,含孤电子对。37 氢键即可在同种分子（如HF、H2O、NH3）中或不同中分子中形成，又可在分子内形成。分子间氢键分子内氢键38（2）.氢键的特点 方向性： Y

14、 与H形成氢键时，尽量取X-H键键轴的方向，使X-HY在一条直线上。 饱和性：每个X-H只能与一个Y结合。39 氢键可看作是有方向性的分子间力，键能42kJmol-1. X、Y的电负性越大，半径越小，氢键越强。（3）.氢键对化合物性质的影响氢键不是化学键，简单分子形成缔合分子后并不改变其化学性质，但会对物质的某些物理性质产生较大影响。 a.同系列物质中,分子间有氢键者,熔沸点高,熔化热、气化热大，蒸汽压小。形成分子内氢键相反。 40 b.溶解度：在极性溶剂中,溶质与溶剂间形成氢键，溶质溶解度增大，如NH3、HF在水中;溶质自身形成氢键，则溶解度降低。S(NaHCO3) S(Na2CO3)。 硼酸B(OH)3:分子间通过氢键形成片层结构,冷水中溶解度很小,热水中,溶解度增大. c.粘度：分子间有氢键的液体，一般粘度大。如:甘油,浓磷酸,浓硫酸等多羟基化合物.41