选论——离子键理论和离子极化理论

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,*,离子键的强度,离子键的强度通常用,晶格能,U,的大小来衡量，晶格能,U,满足玻恩,-,兰德方程：,其中：,Z,+,、,Z,表示正负离子所带电荷，,r,+,、,r,表示正负离子的半径，,A,为马德隆常数，,n,为玻恩指数（,A,、,n,均为常数）,所以离子所带电荷,越大,，半径,越小,，则晶格能,越大,，离子键,越强,离子键理论和离子极化理论,但近代实验证明，即使电负性最小的,Cs,和电负性最大的,F,形成的,CsF,，离子键也只占,92%,，仍有,8%,为共价键。因为在离子化合物中，,正负离子的原子轨道或多或少都会存在一定的重叠,，,使得离子化合物不可避免的存在一定的共价性，所以,不存在纯粹的离子键,。,如,CsCl,、,NaCl,等典型离子晶体，仍可用离子键理论解释,其性质；,如,AgBr,、,AlCl,3,由于其离子键中含较多共价键成分，故不能使用离子键理论，而应使用,离子极化理论,来解释其性质。,1.,什么是离子极化,离子极化是指离子在其自身电场作用下，使周围其他离子的,正负电荷重心不重合,的过程。,简单的说，离子极化的含义就,两点,：,使,离子键共价化,，即使离子键过渡到共价键；,使,离子化合物共价化,，即使离子化合物过渡到,共价化合物,离子极化理论,2.,离子极化理论要点,离子极化的大小用,极化作用,的强弱来衡量；,极化作用的强弱与化合物的正负离子有关：,对正离子而言，若其诱导作用越强，则极化作用越强；,对负离子而言，若其变形性越强，则极化作用越强；,正离子的诱导作用、负离子的变形性与其,所带电荷，电子层结构、离子半径大小,有关。,(1),正离子,正离子所带电荷,越高,，极化作用,越强,；,正离子半径,越小,，极化作用,越强,；,不同电子层结构的正离子，其极化作用大小的顺序为：,18e,或,(18+2)e 9,17e 8e,(2),负离子,负离子所带电荷,越低,，极化作用,越强,；,负离子半径,越大,，极化作用,越强,；,复杂负离子对称性高，变形性差，极化作用,弱,；,（复杂负离子的中心原子化合价,越高,，变形性,越差,）,(3),相互极化作用,一般情况下，我们只考虑负离子的变形性，但一些电荷较低，具有特定电子层结构的正离子也容易变形，则此时正离子能产生一个附加的极化作用，我们称之为相互极化作用,相互极化作用规律：,18e,或,(18+2)e,电子层结构的正离子容易变形，能,引起附加极化,；,对同族元素，周期表,自上而下,，,18e,或,(18+2)e,电子层结构的正,离子附加极化作用,递增,；,在具有相同,18e,或,(18+2)e,电子层结构的正离子化合物中，负离,子变形性,越大,，附加极化作用,越强,。,(4),反极化作用,(,适用于含氧酸和含氧酸盐,),中心,N,原子电荷高，极化作用强,使,O,原子靠近,N,原子部分呈,”,”,电性,由于,H,原子半径,很小,，且带,正电荷,，从而使,O,原子极化，其靠近,H,原子部分带负电，因,H,原子极化作用效果与,N,相反，故称其为,反极化作用,两端均带,”+”,，互相排斥，从而降低了,ON,键的稳定性，使化合物不稳定,+,正离子所带电荷,越高,半径,越小,反极化作用,越强,化合物,越不稳定,3.,离子极化对化合物性质的影响,化合物颜色,极化作用,越强,，电子从负离子向正离子迁移,更容易,，化合物颜色,更深,；,化合物熔点和沸点,极化作用,越强,，使离子键向共价键过渡倾向,越大,，使化学键共价性,增加,、化合物共价性,增加,，使化合物熔点和沸点,降低,；,化合物溶解度,极化作用,越强,，使离子键向共价键过渡倾向,越大,，使化合物共价性,增加,，使化合物溶解度,降低,；,二元化合物的热稳定性（分解温度）,当给化合物加热时，极化作用,越强,，使离子键向共价键过渡倾向,越大,，使化学键共价性,增加,、化合物共价性,增加,，使化合物热稳定性,降低,，分解温度,降低,；,含氧酸和含氧酸盐的热稳定性,含氧酸根负离子,相同,，正离子,不同,：,正离子反极化作用,越强,，含氧酸（盐）热稳定性,越低,；,正离子,相同,，含氧酸根负离子,不同,：,若含氧酸根负离子的中心原子化合价,越高,，则其抵抗正离子反极化作用的能力,越强,，本身被反极化作用影响,越小,，含氧酸（盐）热稳定性,越高,；,4.,离子键理论和离子极化理论的应用,判断化合物为,典型离子化合物,还是,具有共价性的离子,化合物,，判断方法如下：,经验法：根据我们的学习经验直接判断，如,KCl,是典型离子化合物，,HCl,是典型的可以电离的共价化合物；,观察法：若化合物中有可产生较强极化作用的正负离子，则化合物为具有共价性的离子化合物，否则为典型离子化合物；,典型离子化合物用,离子键理论,，具有共价性的离子化合,物用,离子极化理论,。,化合物性质,离子键强度,越大,（晶格能,越大,）,极化作用,越强,熔点、沸点,溶解度,热稳定性,颜色,深,5.,例题,1,、试解释,AgCl,，,AgBr,，,AgI,颜色由白色变到淡黄色再到黄色。,2,、比较下列各组化合物的熔、沸点高低,(1)NaCl,、,NaBr,(2)ZnI,2,、,HgI,2,(3)FeCl,3,、,FeBr,3,(4)CaO,、,KCl,(5)CaCl,2,、,ZnCl,2,(6)MgO,、,Al,2,O,3,(7)FeCl,3,、,FeCl,2,(8)CaCl,2,、,GeCl,2,(1)NaCl ,NaBr,(2)ZnI,2,HgI,2,(3)FeCl,3,FeBr,3,(4)CaO,KCl,(5)CaCl,2,ZnCl,2,(6)MgO,Al,2,O,3,(7)FeCl,3,GeCl,2,3,、比较下列各组化合物的溶解度,(1)NaCl,、,CuCl,(2)AgF,，,AgCl,，,AgBr,，,AgI,(1)NaCl,CuCl,(2)AgF,AgCl,AgBr,AgI,4,、比较下列各组化合物的热稳定性,(,分解温度,),(1)CaSO,4,、,CdSO,4,(2)MnSO,4,、,Mn,2,(SO,4,),3,(3)SrSO,4,、,MgSO,4,(4)Na,2,SO,4,、,MgSO,4,(5)HNO,3,、,HNO,2,(6)Na,2,CO,3,、,NaHCO,3,(7),ZnO,、,HgO,(8)Cu,2,O,、,Ag,2,O,(9)BaCO,3,、,PbCO,3,(1)CaSO,4,CdSO,4,(2)MnSO,4,Mn,2,(SO,4,),3,(3)SrSO,4,MgSO,4,(4)Na,2,SO,4,MgSO,4,(5)HNO,3,HNO,2,(6)Na,2,CO,3,NaHCO,3,(7),ZnO,HgO,(8)Cu,2,O,Ag,2,O,(9)BaCO,3,PbCO,3,(10)Na,2,CO,3,Ag,2,S,2,O,3,(12)Na,2,SO,3,Cu(NO,3,),2,(14)FeBr,3,FeBr,2,(15)HNO,3,MnCO,3,(10)Na,2,CO,3,、,K,2,CO,3,(11)Na,2,S,2,O,3,、,Ag,2,S,2,O,3,(12)Na,2,SO,3,、,Na,2,SO,4,(13)AgNO,3,、,Cu(NO,3,),2,(14)FeBr,3,、,FeBr,2,(15)HNO,3,、,LiNO,3,(16)CaCO,3,、,MnCO,3,5,、试解释酸性高锰酸钾溶液有强氧化性。,6,、已知硫酸盐的热分解温度数据如下：,MgSO,4,CaSO,4,SrSO,4,CdSO,4,MnSO,4,Mn,2,(SO,4,),3,895 1149 1374 826 755 300,(1),试解释上述分解温度数据；,(2),与硫酸盐相比，碳酸盐热稳定性如何？并解释原因；,(3),对,BaSO,4,、,ZnSO,4,的分解温度区间做出估计。,解：,(3),BaSO,4,分解温度大于,1374,ZnSO,4,分解温度小于,755,，大于,300,6.,离子极化理论的适用范围和局限性,(1),离子极化理论的适用范围,离子极化理论适用于具有共价性的离子化合物、含氧酸和含氧酸盐；,(2),离子极化理论的局限性,离子极化理论是离子键理论的重要补充，但其也有局限性，如没有明确的定量标度，没有考虑,d,f,电子和介质对化合物的影响等；,L is the series of,ligands,Cl,-,Br,-,and NO,2,-,.,79,71,and 46 kJ/mol,