固有结构精品课件

1、固有结构第1页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二范德华力特征：a. 永远存在于分子或原子间b. 短程作用(几个pm)，c. 非常弱的相互作用 一般 2 20 kJmol-1d. 无方向性和饱和性2. 分子间作用力 (范德华力）范德华力包括： a. 取向力(刻松力) 极性分子和极性分子之间的作用力 取向力第2页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二b. 诱导力(德拜力)分子间通过诱导偶极产生的作用力叫诱导力或德拜力诱导力c. 色散力(伦敦力)由于分子的振动，可能在某个瞬间发生正负电荷重心的分离而形成瞬间的偶极矩；这种瞬间出现的偶极称为瞬时偶极。人们常把瞬时偶极

2、间的作用力称为色散力或伦敦力。色散力第3页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二大多数分子间力都以色散力为主。 取向力 诱导力 色散力极性分子 极性和非极性分子 非极性分子 色散力的大小: 一般来说，分子的体积越大，分子间色散力也越大。第4页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二分子间作用力对化合物性质的影响： 熔点、沸点； 气化热、熔化热； 溶解度； 粘度等。第5页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二分子间力对物质的性质的影响例一：为什么不同的物质，有不同的聚集状态？常温： F2(g) Cl2(g) Br2(l) I2(s) 非极性分子，色散

3、力依次增大 因为分子量依次增大，变形性依次增大，色散力依次增大，所以，分子与分子靠得越来越近。例二：为什么不同的物质，有不同的mp.&bp.? HCl HBr HI mp.&bp.依次升高 P固有 依次减小， F取 依次减小， F诱依次减小 变形性依次增大， F色 依次增大（主要）第6页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二2-4-2 氢键我们知道，水的一些物理现象有些反常现象，例如，水的比热特别大，水的密度在277.3K最大；水的沸点比氧族同类氢化物的沸点高等。为什么水有这些奇异的性质呢?显然这与水分子的缔合现象有关，人们为了说明分子缔合的原因，提出了氢键学说。一、氢键的形成

4、通式：XHYX,Y = F, O, N(电负性大、半径小、含孤电子对)键能： 42 kJmol-1第7页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二在 N、O和 F的氢化物分子中，由于这些元素的电负性较大，对价电子有强烈的吸引，氢原子核就会部分地“暴露”在分子表面，这些氢原子就可能吸引另一个分子中N、O、F等原子上的孤电子对。二个这样的原子和氢原子核之间的作用称为氢键。在 N，O，F 等原子之间形成的氢键有:第8页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二氢键的特征：比化学键弱、比范德华力强，与元素的电负性大小有关。 一般在 20 40 kJ / molb. 有方向性、有

5、饱和性液态： 直线形 2配位 固态：折线形 2或3配位氢键的键长： F HF | 270 pm | E HF = 28 kJ / mol E F H = 565 kJ / mol第9页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二 分子间氢键 （冰的结构）分子内氢键c. 有分子内和分子外之分第10页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二第11页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二氢键对化合物性质的影响： 熔点、沸点； 气化热、熔化热； 结构； 粘度； 酸性；化学反应性等。第12页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二 m.p.& b.p

6、. 分子间有氢键，分子间结合力强，当这些物质熔化或气化时，除了要克服纯粹的分子间力外，还必须提高温度，额外地供应一份能量来破坏分子间的氢键，所以这些物质的熔点、沸点比同系列氢化物的高。如NH3、HF、H2O。 溶解度 在极性溶剂中，如果溶质分子与溶剂分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大。例如HF、NH3在水中的溶解度就比较大。 粘度 分子间有氢键的液体，一般粘度较大。第13页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二 密度 分子缔合的结果会影响液体的密度。 例如：2个H2O缔合成双分子缔合分子(H2O)2,最稳定； 3个H2O(H2O)3； n个H2O (H2O)n 放热 q

7、H2O H2S() CaO CaCl2 KCl () HI HBr HCl () MgO NaF NaBr NH3 PH3第52页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二例3：(1)为什么钠的卤化物熔点比相应硅的卤化物高？(2)为什么NaF NaCl NaBr NaI 熔点依次降低,而SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4熔点依次升高？第53页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二3-3 混合型晶体石墨晶体第54页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二3.4离子的极化 问题的提出： 在讨论某些晶体的熔沸点时发现有一些奇怪的现象，如AlCl3、H

8、gCl2等物质的熔点都很低，不象离子晶体那样高。为什么？ 再比如，NaCl和CuCl晶体的阳、阴离子电荷相同，Na+的半径(95pm)和Cu+的半径(96pm)又极为相近，但性质确有很大差别，如NaCl在水中溶解度大，而CuCl在水中的溶解度小。如何从理论上说明之？ 以上现象说明，除了离子半径、离子电荷外，还有别的因素影响着离子晶体的性质，这就是离子极化。第55页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二一、离子极化的概念1、离子极化 分子极化的概念推广到离子体系，就是离子极化。第56页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二离子极化的强弱，决定于二个因素： （阳）离

9、子的极化力和（阴）离子的变形性。2、离子的极化力离子使其他离子（或分子）极化（变形）的能力。它与离子的电荷，离子的半径以及离子的价电子构型有关。3、离子的变形性离子变形的难易程度。离子的变形性主要与离子半径有关。关键词：离子极化、极化力、变形性 第57页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二三、离子极化的规律1、影响离子极化力的因素(a)离子的电荷。电荷高的极化力强。例：极化力 Al3+Mg2+ Na+(b)离子的外层电子构型（难点）一般极化力：18(18+2)电子构型917电子构型8电子构型(c) 离子的半径。半径小的极化力强。例：极化力 Mg2+Ca2+ ; Zn2+ Cd

10、2+问题1：阴离子没有极化能力，这种说法对吗？第58页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二 2、影响离子变形性的因素 (a)负离子的电荷越多，变形性越大；(和阳离子刚好相反) 例：变形性 O2- F-; S2- Cl- (b) 离子的半径越大，其变形性越大； 例：变形性 I- Br- Cl- (C) 离子的电子层构型 变形性： 18(18+2)电子构型917电子构型8电子构型 问题2：阳离子会变形吗？何种情况下变形？ 3、离子的相互（附加）极化（一般了解）第59页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二 四、离子极化对物质结构和性质的影响 1、离子极化对键型的影

11、响 极化导致阳、阴离子外层轨道程度不同地发生重叠，阳、阴离子的和间距（既键长）缩短，键的极性减弱，从而使键型有可能发生从离子键向共价键过渡的变化。 第60页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二 卤化银的键型变化 卤化银AgFAgClAgBrAgIX- 半径/pm136181195216离子半径之和/pm262307321342键长/pm246277288299键 型离子键过渡键型过渡键型共价键第61页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二2、离子极化对晶体构型的影响 如果离子极化作用很强，阴离子变形性又大，会产生足够大的诱导偶极而产生附加引力，破坏离子固有的振

12、动规律，缩短离子间的距离，使晶体向配位数减小的晶体构型转变。 AgCl AgBr AgI NaCl型 NaCl型 ZnS型3、晶体的物理性质溶解度（增加还是减少）？熔点（升高还是降低）？晶体颜色（加深还是变浅）？第62页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二一、填空题：(共18分)1. 某元素，其M2+离子的外层电子构型为：ns2np6nd5，该元素的原子半径在同族元素中是最小的，则该元素的的原子序数为_，元素符号是_。2. 某元素最后填充的是两个n=3,l=2的电子，则该元素的原子序数是_，未成对电子数有_个，最高氧化值是_。3. 量子力学从微观粒子具有波粒两象性出发，认为微

13、观粒子的运动可用_来描述，它是通过解量子力学的基本方程_来求得的，而解该方程时，必须引人_个量子数。4. 量子数n = 3,l = 2,m = -1的原子轨道中，最多可容纳的电子数为_。Mn25224+4几率波薛定谔方程n l m 三2个第63页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二5填充下列各表。分子或离子SnCl-3XeO4ICl -2SO2BrF3空间构型6 O2- 分子离子的分子轨道分布式为_，键级_，磁矩_B.M。三角锥平面正方形“T”字形直线“V”字形1.5级1.73第64页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二二、选择题：(共16分)1. 下列元素

14、电负性次序正确的是_。MgAlSO (b) AlMgSO (c) OSAlMg (d) OSMgAl2. 37号元素的最外层电子，其四个量子数的组合正确的是_。(a). n = 5 l = 0 m = 0 ms = -1/2 (b). n = 5 l = 1 m = 0 ms = +1/2(c). n = 5 l = 1 m = 1 ms = -1/2 (d). n = 6 l = 0 m = 0 ms = +1/23. 下面是四个原子的外层电子构型，判断其第一电离能最低的是：_。(a) 3s23p3 (b) 3s23p4 (c) 3s23p5 (d) 3s23p6 4 下列分子或离子中,具有

15、顺磁性的是_。(a) NO+ (b) N2 (c) C2 (d) B2 Cabd第65页，共67页，2022年，5月20日，9点55分，星期二5 下列各组分子中具有极性键但不是极性分子的是_。(a) H2 N2 Cl2 (b) HgCl2 CCl4 BeCl2 (c) CO2 CH4 SO2 (d) CS2 PCl3 BF36 下列分子中不存在氢键的是_。(CH3)3CCHO (b) (CH3)2CHCOOH (c) (CH3)3COH (d) H3BO37 下列分子中，键角大小次序正确的是_。(a) BeCl2=CO2NH3H2O (b) BeCl2=CO2NH3H2O(c) BeCl2=CO2H