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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,4.1.,离子键的特点,离子键理论：,1916,年德国化学家,Kossel,离子键-,原子间通过正、负离子电性吸引 的互相作用称为离子键。,离子键的特点：,没有方向性 没有饱和性,4,.,离 子 键,在离子键理论中，把离子看成是带电的小球，这些小球在空间各个方向上吸引相反电荷离子的能力都是等同的，所以形成的离子键就没有方向性。,NaCl,晶体中，,Na,+,除了和最邻近的,6,个,Cl,相互,吸引外，还可以与远层的若干,Cl,相互吸引，从这个意义上讲，离子键没有饱和性。,P126/NaCl,的晶胞,金属离子的配位数：最邻近的相反离子的数目,NaCl,，,Na,+,：,6,，,Cl,-,：,6,AB,型离子晶体：阳离子的配位数,=,阴离子的配位数,NaCl,：经验式或最简式,负离子比正离子大，金属离子（正离子）的配位数取,决于正负离子的半径比,r,+,/r,-,比,:0.225,r,+,/r,-,0.414,0.414,r,+,/r,-,0.732,0.732,r,+,/r,-,1,配位数,:4 6 8,离子晶体,类型,:,ZnS,型,NaCl,型,CsCl,型,四面体空隙,八,面体空隙,P125,4.2.,离子键的强度,离子键的强度可用晶格能的大小来衡量，晶格能（,绝对值,）越大，离子键的强度越强。,晶格能（,U,）-,由气态离子形成 1,mol,离子晶体的过程中所释放的能量称为晶格能,例如：,Na,+,(g)+Cl,-,(g),=NaCl(s),H,1,=U,2Al,3+,(g)+3O,2-,(g),=,Al,2,O,3,(s),H,2,=U,Ca,2+,(g)+2F,-,(g),=,CaF,2,(s)H,3,=U,N,A,-,-阿佛伽德罗常数,A,-马德隆常数（与晶体中原子空间排列有关）,CsCl,型晶体,A=1.76267,；,NaCl,型晶体,A=1.74756,ZnS,型晶体,A=1.63806,n,：波恩指数（,P126/,表,19-9,）；,0,：真空介电常数,e,：,1,个电子所带的电量；,r,：正负离子间距离,晶格能的计算：（,a,）根据结构进行计算,U=,(1,),P128/,例,19-3,Z,+,Z,：电荷数,（,b,）由热化学数据进行计算,波恩-哈勃,（,Born,-,Haber,）,循环,=,S +,D +I +(-A)+U,Na(s)+1/2Cl,2,(g)=NaCl(s),H,=,H,f,Na(s)=Na(g),H,1,=S,1/2Cl,2,(g)=Cl(g),H,2,=1/2D,Na(g)=Na,+,(g)+e,-,H,3,=I,Cl(g)+,e,-,=Cl,-,(g),H,4,=-A,Na,+,(g)+Cl,-,(g),=NaCl(s),H,5,=U,H,f,=,H,1,+,H,2,+,H,3,+,H,4,+,H,5,氯化钠的,H,f,=,411.15,kJmol,-1,金属钠的,S,=107.32 kJmol,-1,Cl,2,分子的,D=243.36 kJmol,-1,气态钠原子的,I=495.8 kJmol,-1,气态氯原子的,A=348.7 kJmol,-1,氯化钠的实验晶格能：,U,=,H,f,S,D,I,+,A,U=,411.15,107.32,1/2,243.36,495.8+348.7,=-787 kJmol,-1,4.3,.,离子,晶体,晶体的类型,a.,金属晶体,b.,离子晶体,c.,共价晶体,d.,分子晶体,离子晶体的特性：,a.,具有规则的几何外形，非晶体则没有。,b.,具有确定的熔点，非晶体只有软化温度。,c.,具有各向异性，即在不同的方向上有不,同的导电性、导热性等。,氯化钠的晶体结构,晶胞：实际晶体最小的结构重复单元,氯化钠的晶胞,氯化铯的晶体结构,晶胞：实际晶体最小的结构重复单元,氯化铯的晶胞,氯化铯晶体及其空间点阵,晶格：点阵的基本结构单元,简单立方晶格,CsCl NaCl ZnS,晶 格,P126,晶胞,简单立方,面心立方,面心立方,金属原子的半径都比较大，价电子数目较少，因此原子核对其本身价电子或其他原子电子的吸引力都较弱，电子容易从金属原子上脱落成为自由电子或离域电子。这些电子不再属于某一金属原子，而可以在整个金属晶体中自由流动，为整个金属所共有，留下的正离子就浸泡在这些自由电子的“海洋”中。金属中这种自由电,子,与正离,子,间的作用力将金属原子胶合在一起而成为金属晶体，这种作用力即为金属键。,5,.,金属键,经典的自由电子“海洋”概念虽能解释金属的某些特性，但关于金属键本质的更加确切的,阐述则需借助近代物理的能带理论。,金属,键,强弱可以用金属原子化热来衡量。金属原子化热是指,1 mol,金,属,变成气态原子所需要吸收的能量。一般说来金属原子化热的数值较小时，这种金属的质地较软，熔点较低；而金属原子化热数值较大时，这种金属质地较硬而且熔点较高。,6.1.,分子的极性,同核双原子分子,正负电荷重心重叠,(F,2,),异核双原子分子,正负电荷重心不重叠,(HCl),不同原子对电子,的吸引不相等而使整,个分子的正负电荷重,心不重合的性质称为分子的,极性,分子的极性用,偶极矩,描述：,=,l,常用单位：德拜,(,D),1 D=3.336,10,-30,C,m,6,.,分子间作用力和氢键,极性分子,0,HCl H,2,O NH,3,非极性分子,=,0,O,2,CO,2,BF,3,CCl,4,6.2.,分子间作用力(范德华力）,范德华力,特征：,a.,强度与 1/,r,6,相关 对距离非常敏感,b.,非常弱的相互作用 一般 2 20,kJ,mol,-1,无方向性和饱和性,范德华力,包括,：,a.,取向力,(,刻松力,),极性分子产生的偶极称为永久偶极。,通过极性分子改变空间取向而在它们的电偶极之间,产生的电性吸引力，称为取向力或刻松力。,b.,诱导力,(,德拜力,),外电场会把非极性分子的正负电荷重心拉开，使本,来没有极性的分子显极性。,分子因外电场作用而形成的,偶极矩叫诱导偶极矩,。,诱导偶极矩的大小和外电场的强度,E,成正比,分子间通过诱导偶极产生的作用力叫,诱导力,或,德拜力,极性分子互相取向彼此吸引的同时，分子还会在对方电场的作用下感生出诱导偶极。非极性分子在极性分子的永久偶极作用下也会感生出诱导偶极。,所以,极性分子之间,有诱导力存在，,非极性分子和,极性分子之间,也有诱导力存在。,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矩,称为,瞬时偶极,。,因为瞬时偶极的形成和物质的色散现象都起源于分,子的振动，所以人们常把瞬时偶极间的作用力称为,色散,力,或,伦敦力,。,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,6.3.,氢键,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：,E,H,F,=28 kJ/mol E,F,H,=565 kJ/mol,特征：,比化学键弱很多、比范德华力略强,一般在 20 40,kJ/mol,b.,有方向性、有饱和性,分子间氢键,（,冰的结构,）,分子内氢键,熔点、沸点降低,
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