項目一-物質(zhì)結(jié)構(gòu)

1、項目一 物質(zhì)結(jié)構(gòu)學習指南學習指南1.了解原子核外電子運動的狀態(tài),掌握核外電子排布原則及方法。 2. 理解離子鍵與共價鍵、 鍵和鍵的特征及他們的區(qū)別。3.掌握極性共價鍵、非極性共價鍵以及配位共價鍵的特點。 4.了解雜化軌道的概念;理解雜化軌道和分子幾何構(gòu)型的關(guān)系;分子間作用力的特征與性質(zhì)。項目一 物質(zhì)結(jié)構(gòu)1.1 原子核外電子的運動狀態(tài)1.2 原子核外電子的排布1.3 元素性質(zhì)的周期性1.4 化學鍵1.5 分子空間結(jié)構(gòu)1.6 分子間力1.7 晶體類型1.1 原子核外電子的運動狀態(tài)原子核外電子的運動狀態(tài) 【能力目標能力目標】能夠完全掌握四個量子數(shù)表示能夠完全掌握四個量子數(shù)表示意義及其取值規(guī)律。意義及

2、其取值規(guī)律。 【知識目標知識目標】掌握原子核外電子運動的特性掌握原子核外電子運動的特性,掌握四個量子數(shù)的符號和表示的意義。掌握四個量子數(shù)的符號和表示的意義。1.1 原子核外電子的運動狀態(tài)原子核外電子的運動狀態(tài)1.1.1 1.1.1 核外電子運動的量子化核外電子運動的量子化1.1.2 1.1.2 電子的波粒二象性電子的波粒二象性1.1.3 1.1.3 波函數(shù)與原子軌道波函數(shù)與原子軌道1.1.4 1.1.4 電子云電子云1.1.5 1.1.5 量子數(shù)量子數(shù) （1）原子中的電子只能沿著某些特定的、以原子）原子中的電子只能沿著某些特定的、以原子核為中心、半徑和能量都確定的軌道上運動核為中心、半徑和能量

3、都確定的軌道上運動,這些這些軌道的能量狀態(tài)不隨時間而改變軌道的能量狀態(tài)不隨時間而改變,稱為穩(wěn)定軌道稱為穩(wěn)定軌道（或定態(tài)軌道）。（或定態(tài)軌道）。（2）在一定軌道中運動的電子具有一定的能量）在一定軌道中運動的電子具有一定的能量,處處在穩(wěn)定軌道中運動的電子在穩(wěn)定軌道中運動的電子,既不吸收能量既不吸收能量,也不發(fā)也不發(fā)射能量。軌道的這些不同的能量狀態(tài)射能量。軌道的這些不同的能量狀態(tài),稱為能級。稱為能級。基態(tài)、激發(fā)態(tài)?；鶓B(tài)、激發(fā)態(tài)。（3）電子從一個定態(tài)軌道跳到另一個定態(tài)軌道）電子從一個定態(tài)軌道跳到另一個定態(tài)軌道,在在這過程中放出或吸收能量這過程中放出或吸收能量,其頻率與兩個定態(tài)軌道其頻率與兩個定態(tài)軌道之

4、間的能量差有關(guān)。之間的能量差有關(guān)。1.1.2電子的波粒二象性電子的波粒二象性 法國物理學家德布羅依法國物理學家德布羅依(de Broglie),提提出假設(shè)出假設(shè):微觀粒子都具有波粒二象性微觀粒子都具有波粒二象性-德布德布羅依波或物質(zhì)波。羅依波或物質(zhì)波。 1927年年,美國物理學家戴維遜美國物理學家戴維遜(C.J.Davisson)和革末和革末(L.H.Ge rmer) 進行進行了電子衍射實驗了電子衍射實驗,得到了和光衍射現(xiàn)象相似得到了和光衍射現(xiàn)象相似的一系列明暗交替的衍射環(huán)紋的一系列明暗交替的衍射環(huán)紋,這種現(xiàn)象稱這種現(xiàn)象稱為電子衍射。為電子衍射。1.1.3波函數(shù)與原子軌道波函數(shù)與原子軌道 19

5、26年奧地利物理學家薛定諤年奧地利物理學家薛定諤(E.Schrdinger)把電子運動和光的波動性理論聯(lián)把電子運動和光的波動性理論聯(lián)系起來系起來,提出了描述核外電子運動狀態(tài)的數(shù)學方程提出了描述核外電子運動狀態(tài)的數(shù)學方程,稱為薛定諤方程。稱為薛定諤方程。 薛定諤方程把作為粒子物質(zhì)特征的電子質(zhì)量薛定諤方程把作為粒子物質(zhì)特征的電子質(zhì)量(m)、位能、位能(V)和系統(tǒng)的總能量和系統(tǒng)的總能量(E)與其運動狀態(tài)的與其運動狀態(tài)的波函數(shù)波函數(shù)()列在一個數(shù)學方程式中列在一個數(shù)學方程式中,即體現(xiàn)了波動即體現(xiàn)了波動性和粒子性的結(jié)合。解薛定諤方程的目的就是求性和粒子性的結(jié)合。解薛定諤方程的目的就是求出波函數(shù)以及與其相

6、對應(yīng)的能量出波函數(shù)以及與其相對應(yīng)的能量E,這樣就可了解這樣就可了解電子運動的狀態(tài)和能量的高低。電子運動的狀態(tài)和能量的高低。 圖圖1-1 s,p,d原子軌道角度分布圖原子軌道角度分布圖(平面圖平面圖) 電子在核外空間各處出現(xiàn)的概率大小電子在核外空間各處出現(xiàn)的概率大小,稱為概稱為概率密度。率密度。 為了形象地表示電子在原子中的概率密度分布為了形象地表示電子在原子中的概率密度分布情況情況,常用密度不同的小黑點來表示常用密度不同的小黑點來表示,這種圖像稱這種圖像稱為電子云。為電子云。 電子在核外空間出現(xiàn)的概率密度和波函數(shù)電子在核外空間出現(xiàn)的概率密度和波函數(shù) 的的平方成正比平方成正比,表示為電子在原子核

7、外空間某點附近表示為電子在原子核外空間某點附近微體積出現(xiàn)的概率。微體積出現(xiàn)的概率。 原子軌道的角度分布圖帶有正、負號原子軌道的角度分布圖帶有正、負號,而電子云而電子云的角度分布圖均為正值的角度分布圖均為正值,電子云角度分布圖形比較電子云角度分布圖形比較“瘦瘦”些。些。 圖圖1-2 s,p,d電子云角度分布圖電子云角度分布圖(平面圖平面圖)1.1.5.1 主量子數(shù)主量子數(shù)n1.1.5.2 角量子數(shù)角量子數(shù)1.1.5.3 磁量子數(shù)磁量子數(shù)m1.1.5.4 自旋量子數(shù)自旋量子數(shù) 主量子數(shù)是描述核外電子離核的遠近主量子數(shù)是描述核外電子離核的遠近,電子離電子離核由近到遠分別用數(shù)值核由近到遠分別用數(shù)值n=

8、1,2,3,有限的整數(shù)來有限的整數(shù)來表示表示,已知的最大值為已知的最大值為7,主量子數(shù)決定了原子軌道主量子數(shù)決定了原子軌道能級的高低能級的高低,n越大越大,電子的能級越大電子的能級越大,能量越高。能量越高。 n是決定電子能量的主要量子數(shù)。是決定電子能量的主要量子數(shù)。n相同相同,原子原子軌道能級相同。軌道能級相同。n1234567層層第一第一層層 第二第二層層 第三第三層層 第四第四層層 第五第五層層 第六第六層層 第七第七層層 符號符號 KLMNOPQ 在同一電子層內(nèi)在同一電子層內(nèi),電子的能量也有所差別電子的能量也有所差別,角量角量子數(shù)子數(shù)l就是用來描述原子軌道或電子云的形態(tài)。就是用來描述原子

9、軌道或電子云的形態(tài)。 l的數(shù)值不同的數(shù)值不同,原子軌道或電子云的形狀就不同原子軌道或電子云的形狀就不同,l的取值受的取值受n的限制。的限制。 n 1234l00,10,1,20,1,2,3表表1-3角量子數(shù)、亞層符號及原子軌道形狀的對應(yīng)關(guān)系角量子數(shù)、亞層符號及原子軌道形狀的對應(yīng)關(guān)系0123亞層符號亞層符號 spdf原子軌道原子軌道或或電子云形電子云形狀狀 圓球形圓球形 啞鈴形啞鈴形 花瓣形花瓣形 花瓣形花瓣形 EnsEnpEndEnf 磁量子數(shù)磁量子數(shù)m是用來描述原子軌道在空間是用來描述原子軌道在空間的伸展方向。的伸展方向。 磁量子數(shù)的取值受角量子數(shù)的制約磁量子數(shù)的取值受角量子數(shù)的制約,它它可

10、取從可取從+l到到-l,包括包括0在內(nèi)的整數(shù)值在內(nèi)的整數(shù)值,l確定確定后后,m可有可有2l+1個值。個值。表表1-4 n、l和和m的關(guān)系的關(guān)系 描述電子自旋運動的量子數(shù)還稱為自旋描述電子自旋運動的量子數(shù)還稱為自旋量子數(shù)量子數(shù)ms,由于電子有兩個相反的自旋運動由于電子有兩個相反的自旋運動,因此自旋量子數(shù)取值為因此自旋量子數(shù)取值為 ,用符號用符號 “”和和“”表示。表示。 在四個量子數(shù)中在四個量子數(shù)中,n、l、m三個量子數(shù)三個量子數(shù)可確定電子的原子軌道可確定電子的原子軌道;n、l兩個量子數(shù)可兩個量子數(shù)可確定電子的能級確定電子的能級;n這一個量子數(shù)只能確定這一個量子數(shù)只能確定電子的電子層。電子的電子

11、層。2121和 【能力目標能力目標】能夠?qū)懗瞿吃睾送怆娮优挪际健Ｄ軌驅(qū)懗瞿吃睾送怆娮优挪际健?【知識目標知識目標】掌握核外電子排布原則及方法掌握核外電子排布原則及方法;掌握掌握常見元素的原子排布式和價電子構(gòu)型。常見元素的原子排布式和價電子構(gòu)型。1.2.11.2.1基態(tài)原子核外電子排布的原則基態(tài)原子核外電子排布的原則1.2.21.2.2原子核外電子排布原子核外電子排布1.2.11.2.1基態(tài)原子核外電子排布的原則基態(tài)原子核外電子排布的原則1.2.1.11.2.1.1泡利不相容原理泡利不相容原理1.2.1.21.2.1.2能量最低原理能量最低原理 1.2.1.3 1.2.1.3 1.2.1.1

12、泡利不相容原理泡利不相容原理 1929年年,奧地利科學家泡利奧地利科學家泡利(w.Pauli)提出提出:在同一原子中不可能有四個量子數(shù)完全相同在同一原子中不可能有四個量子數(shù)完全相同的的2個電子個電子,即每個軌道最多只能容納即每個軌道最多只能容納2個自旋個自旋方向相反的電子。方向相反的電子。 每一電子層上電子的最大容量為每一電子層上電子的最大容量為2n2。1.2.1.21.2.1.2能量最低原理能量最低原理 （1 1）能級圖）能級圖 同一原子中的同一電子層內(nèi)同一原子中的同一電子層內(nèi),各亞層之間各亞層之間的能量次序為的能量次序為 nfndnpns 同一原子中的不同電子層內(nèi)同一原子中的不同電子層內(nèi),

13、相同類型相同類型亞層之間的能量次序為亞層之間的能量次序為pPpsss432;321 同一原子中第三層以上的電子層中同一原子中第三層以上的電子層中,不同類不同類型的亞層之間型的亞層之間,在能級組中常出現(xiàn)能級交錯現(xiàn)象在能級組中常出現(xiàn)能級交錯現(xiàn)象,如如pdfspdspds6546;545;434能量能量1s2s2p3s3p4s4p3d5s5p4d6s6p5d4f組內(nèi)能級間能量差小，能級組間能量組內(nèi)能級間能量差小，能級組間能量差大差大每個每個 代表一個原子軌道代表一個原子軌道 p 三重簡并三重簡并 d 五重簡并五重簡并 f 七重簡并七重簡并7s7p6d5f圖1-3 鮑林近似能級圖（2）屏蔽效應(yīng)）屏蔽效

14、應(yīng) 在多電子原子中在多電子原子中,核外電子受原子核的吸引核外電子受原子核的吸引,還還受到電子之間的相互排斥。排斥力的存在受到電子之間的相互排斥。排斥力的存在,減弱了減弱了原子核對外層電子的吸引力。原子核對外層電子的吸引力。 有效核電荷有效核電荷z*與核電荷與核電荷z關(guān)系如下。關(guān)系如下。22nzBE 氫原子核電荷為氫原子核電荷為z1,核外只有一個電子核外只有一個電子,只只存在核與電子之間的引力存在核與電子之間的引力,電子的能量完全由主電子的能量完全由主量子數(shù)量子數(shù)n決定。即決定。即ev（z=1）例例1-1 1-1 計算鈧原子中處于計算鈧原子中處于3p3p和和3d3d軌道上電子的有效核電荷和軌道上

15、電子的有效核電荷和一個一個3s3s電子的能量。電子的能量。解解:Sc:Sc（z z2121）核外電子排布為）核外電子排布為3p3p電子電子z z* *21-0.3521-0.357-0.857-0.858-1.008-1.002=9.752=9.753d3d電子電子 z z* *21-1821-181.001.003 33s3s電子電子 2 21+81+80.85+70.85+70.350.3511.2511.25 -143.7ev-143.7ev 屏蔽常數(shù)屏蔽常數(shù)對各分層的能量有較大影響對各分層的能量有較大影響,n,n相同相同l l不同的原不同的原子軌道子軌道, ,隨著隨著l l的增大其它電

16、子對它的屏蔽常數(shù)的增大其它電子對它的屏蔽常數(shù)也增大也增大, ,從從而使得它的能量升高而使得它的能量升高, ,即有即有 （3）鉆穿效應(yīng)）鉆穿效應(yīng) 在多電子原子中在多電子原子中, ,角量子數(shù)角量子數(shù)l l較小的軌道上的電較小的軌道上的電子子, ,鉆到靠核附近的空間的幾率較大鉆到靠核附近的空間的幾率較大, ,具有較強的具有較強的滲透能力。這種電子可以避免其它電子的屏蔽滲透能力。這種電子可以避免其它電子的屏蔽, ,又又能增強核對它的吸引力能增強核對它的吸引力, ,使其能量降低。這種外層使其能量降低。這種外層電子向內(nèi)層穿透的現(xiàn)象稱為鉆穿效應(yīng)電子向內(nèi)層穿透的現(xiàn)象稱為鉆穿效應(yīng)（Penetrating eff

17、ectPenetrating effect）。）。鉆穿與屏蔽兩種作用是相鉆穿與屏蔽兩種作用是相互聯(lián)系的互聯(lián)系的,總效果都反映在總效果都反映在z*值上。軌道的鉆穿能力通常值上。軌道的鉆穿能力通常按按ns、np、nd、nf的順序減小的順序減小,導致主量子數(shù)相同的軌道導致主量子數(shù)相同的軌道能級按能級按 雙鍵雙鍵 三鍵。鍵長越短三鍵。鍵長越短, ,鍵能就越大鍵能就越大, ,鍵就越牢鍵就越牢固。固。 （3 3）鍵角（）鍵角（） 分子中鍵與鍵的夾角稱為鍵角。分子中鍵與鍵的夾角稱為鍵角。知道一個分子的鍵長和鍵角知道一個分子的鍵長和鍵角,就可以推知該分子的就可以推知該分子的幾何構(gòu)型。幾何構(gòu)型。1.4.2.5鍵

18、參數(shù)鍵參數(shù)（4 4）鍵的極性）鍵的極性 若化學鍵中正、負電荷中心重合。則鍵無極性若化學鍵中正、負電荷中心重合。則鍵無極性,反之則鍵有極性。根據(jù)鍵的極性可將共價鍵分為反之則鍵有極性。根據(jù)鍵的極性可將共價鍵分為非極性共價鍵和極性共價鍵。非極性共價鍵和極性共價鍵。 由同種原子形成的共價鍵由同種原子形成的共價鍵,如單質(zhì)分子如單質(zhì)分子H2、O2、N2等分子中的共價鍵等分子中的共價鍵,電子云在兩核中間均勻分布電子云在兩核中間均勻分布(并無偏向并無偏向),這類共價鍵稱為非極性共價鍵。這類共價鍵稱為非極性共價鍵。 由不同元素的原子形成的共價鍵。元素的電負由不同元素的原子形成的共價鍵。元素的電負性不同性不同,對

19、電子對的吸引能力不同對電子對的吸引能力不同,共用電子對偏共用電子對偏向電負性較大的元素的原子向電負性較大的元素的原子,使其帶負電荷使其帶負電荷,而電而電負性較小的原子帶正電荷負性較小的原子帶正電荷,鍵的兩端出現(xiàn)了正、負鍵的兩端出現(xiàn)了正、負極極,正、負電荷中心不重合。這樣的共價鍵稱為極正、負電荷中心不重合。這樣的共價鍵稱為極性共價鍵。性共價鍵。 1.5 1.5 分子空間結(jié)構(gòu)分子空間結(jié)構(gòu) 【能力目標能力目標】能夠利用雜化軌道理論分析雜化軌能夠利用雜化軌道理論分析雜化軌道和分子幾何構(gòu)型的關(guān)系。道和分子幾何構(gòu)型的關(guān)系。 【知識目標知識目標】理解雜化軌道的概念理解雜化軌道的概念; ;理解雜化軌道理解雜化

20、軌道和分子幾何構(gòu)型的關(guān)系。和分子幾何構(gòu)型的關(guān)系。 1.5.1.1雜化雜化1.5.1.2雜化軌道雜化軌道1.5.1.11.5.1.1雜化雜化 在成鍵的過程中在成鍵的過程中,由于原子間的相互影由于原子間的相互影響響,同一原子中幾個能量相近的不同類型同一原子中幾個能量相近的不同類型的原子軌道（即波函數(shù)）的原子軌道（即波函數(shù)）,可以進行線性可以進行線性組合組合,重新分配能量和確定空間方向重新分配能量和確定空間方向,組成組成數(shù)目相等的新原子軌道數(shù)目相等的新原子軌道,這種軌道重新組這種軌道重新組合的方式稱為雜化。合的方式稱為雜化。圖圖1-10 兩個兩個sp雜化軌道的形成和方向雜化軌道的形成和方向1.5.1

21、.21.5.1.2雜化軌道雜化軌道雜化后形成的新軌道稱為雜化軌道。雜化后形成的新軌道稱為雜化軌道。1.5.21.5.2雜化軌道的類型雜化軌道的類型1.5.2.1sp雜化雜化1.5.2.2 sp雜化雜化1.5.2.3 sp3雜化雜化1.5.2.4 sp3不等性雜化不等性雜化圖圖1-11 sp雜化軌道的分布與分子的幾何構(gòu)型雜化軌道的分布與分子的幾何構(gòu)型1.5.2.1sp1.5.2.1sp雜化雜化圖圖1-12 sp2雜化軌道的分布與分子的幾何構(gòu)雜化軌道的分布與分子的幾何構(gòu)型型 1.5.2.2 sp21.5.2.2 sp2雜化雜化圖圖1-13 sp1-13 sp3 3雜化軌道的分布與分子的幾何構(gòu)型雜化

22、軌道的分布與分子的幾何構(gòu)型1.5.2.3 sp3雜化雜化1.5.2.4 sp1.5.2.4 sp3 3不等性雜化不等性雜化 在雜化軌道中有不參加成鍵的孤對電子在雜化軌道中有不參加成鍵的孤對電子存在存在,使所形成的各雜化軌道的成分和能量使所形成的各雜化軌道的成分和能量不完全相等不完全相等,這類雜化稱為不等性雜化。例這類雜化稱為不等性雜化。例如如NH3和和H2O分子中的分子中的N,O原子就是以不等原子就是以不等性性sp3雜化軌道進行成鍵的。雜化軌道進行成鍵的。 （a） （b）圖圖1-14 NH1-14 NH3 3和和H H2 2O O的幾何構(gòu)型的幾何構(gòu)型表表1-10 s-p1-10 s-p型等性和

23、不等性雜化的比較型等性和不等性雜化的比較雜化軌道類型雜化軌道類型軌道鍵軌道鍵角角軌道幾軌道幾何何形狀形狀分子幾分子幾何何形狀形狀實例實例spsp3 3等性雜化等性雜化1091092828正四面正四面體體正四面正四面體體CHCH4 4,NH,NH4 4+ +,Si,SiF F4 4不等性不等性雜化雜化1 1對成對對成對電子電子1091092 288四面體四面體三角錐三角錐NHNH3 3,H,H3 3O O+ +,PC,PCl l3 32 2對成對對成對電子電子1091092828四面體四面體折線形折線形H H2 2O,OFO,OF2 2spsp2 2等性雜化等性雜化120120平面三平面三角形角

24、形平面三平面三角形角形BFBF3 3,SO,SO3 3,C,C2 2H H4 4不等性雜化（含不等性雜化（含1 1對對成對電子）成對電子）120120平面三平面三角形角形折線形折線形SOSO2 2,NO,NO2 2spsp等性雜化等性雜化180180直線形直線形直線形直線形BeClBeCl2 2, ,COCO2 2, ,H HgClgCl2 21.61.6分子間力分子間力 【能力目標能力目標】更夠根據(jù)分子間作用力與物質(zhì)性質(zhì)更夠根據(jù)分子間作用力與物質(zhì)性質(zhì)的影響。的影響。 【知識目標知識目標】理解分子間作用力的特征與性質(zhì)理解分子間作用力的特征與性質(zhì);理理解氫鍵的形成及對物質(zhì)性質(zhì)的影響。解氫鍵的形成

25、及對物質(zhì)性質(zhì)的影響。1.6.1 1.6.1 分子的極性分子的極性1.6.2 1.6.2 分子間力分子間力1.6.3 1.6.3 氫鍵氫鍵1.6.11.6.1分子的極性分子的極性1.6.1.11.6.1.1分子的極性分子的極性1.6.1.21.6.1.2分子的極化分子的極化1.6.1.11.6.1.1分子的極性分子的極性 在分子中正、負電荷分別集中于一點在分子中正、負電荷分別集中于一點,稱稱正、負電荷中心正、負電荷中心,即即“+”極和極和“-”極。如果極。如果兩個電荷中心之間存在一定距離兩個電荷中心之間存在一定距離,即形成偶即形成偶極極,這樣的分子就有極性這樣的分子就有極性,稱為極性分子。如稱為

26、極性分子。如果兩個電荷中心重合果兩個電荷中心重合,分子就無極性分子就無極性,稱為非稱為非極性分子。極性分子。 對于由共價鍵結(jié)合的雙原子分子對于由共價鍵結(jié)合的雙原子分子,鍵的鍵的極性和分子的極性是一致的。例如極性和分子的極性是一致的。例如O2,N2,H2,Cl2等分子都是由非極性共價鍵結(jié)等分子都是由非極性共價鍵結(jié)合的合的,它們是非極性分子它們是非極性分子;HI,HBr,HCl,HF等等分子都是由極性共價鍵結(jié)合的分子都是由極性共價鍵結(jié)合的,它們是極性它們是極性分子。分子。 對于由共價鍵結(jié)合的多原子分子對于由共價鍵結(jié)合的多原子分子,除考慮除考慮鍵的極性外鍵的極性外,還要考慮分子構(gòu)型是否對稱。還要考慮

27、分子構(gòu)型是否對稱。CH4,SiH4,CCl4,SiCl4等分子呈正四面體中心等分子呈正四面體中心對稱結(jié)構(gòu)對稱結(jié)構(gòu),CO2分子呈直線形中心對稱結(jié)構(gòu)分子呈直線形中心對稱結(jié)構(gòu),故這些分子都屬于非極性分子。故這些分子都屬于非極性分子。 分子極性的大小通常用偶極矩分子極性的大小通常用偶極矩()來衡量來衡量,偶極矩的定義為分子中正電荷中心或負電荷偶極矩的定義為分子中正電荷中心或負電荷中心上的電荷量中心上的電荷量(q)與正、負電荷中心間距與正、負電荷中心間距離離(d)的乘積的乘積:=qd。 =0的分子為非極性分子的分子為非極性分子,0的分子為極的分子為極性分子。性分子。值越大值越大,分子的極性就越強。分子的

28、極性就越強。1.6.1.21.6.1.2分子的極化分子的極化 分子極化是指有外加電場的情況下分子極化是指有外加電場的情況下,在電場作在電場作用下用下,分子中的正負電荷產(chǎn)生偏離（正電荷受到與分子中的正負電荷產(chǎn)生偏離（正電荷受到與電場同方向的力電場同方向的力,負電荷受到反方向的力）。這種負電荷受到反方向的力）。這種效應(yīng)叫做分子極化。效應(yīng)叫做分子極化。 非極性分子也可以在電場中產(chǎn)生分子極化。非極性分子也可以在電場中產(chǎn)生分子極化。1.6.21.6.2分子間力分子間力1.6.2.1取向力取向力1.6.2.2誘導力誘導力1.6.2.3色散力色散力1.6.2.4分子間力對物質(zhì)性質(zhì)的影響分子間力對物質(zhì)性質(zhì)的影

29、響1.6.2.11.6.2.1取向力取向力 當兩個極性分子充分靠近時當兩個極性分子充分靠近時, ,由于極性分子中由于極性分子中存在永久偶極就會發(fā)生同極相斥、異極相吸存在永久偶極就會發(fā)生同極相斥、異極相吸, ,從從而使極性分子按一定的取向排列而使極性分子按一定的取向排列, ,同時變形同時變形, ,這種這種永久偶極間產(chǎn)生的作用力稱為取向力。永久偶極間產(chǎn)生的作用力稱為取向力。 取向力的本質(zhì)是靜電引力取向力的本質(zhì)是靜電引力, ,因此分子間的偶極因此分子間的偶極矩越大矩越大, ,取向力就越強。取向力就越強。 （a）分子離得較近 （b）取向 （c）誘導圖1-16 極性分子間的相互作用1.6.2.21.6.

30、2.2誘導力誘導力 當極性分子與非極性分子相互靠近時當極性分子與非極性分子相互靠近時, ,非極性分子在極非極性分子在極性分子永久偶極的影響下性分子永久偶極的影響下, ,正、負電荷中心分離產(chǎn)生誘導正、負電荷中心分離產(chǎn)生誘導偶極偶極, ,誘導偶極與極性分子的永久偶極之間的相互作用力誘導偶極與極性分子的永久偶極之間的相互作用力稱為誘導力。稱為誘導力。 誘導力不僅存在于非極性分子與極性分子之間誘導力不僅存在于非極性分子與極性分子之間, ,也存也存在于極性分子與極性分子之間。誘導力隨著分子的極性增在于極性分子與極性分子之間。誘導力隨著分子的極性增大而增大大而增大, ,也隨分子的變形性增大而增大。也隨分子

31、的變形性增大而增大。 （a）分子離得較遠 （b）分子離得較遠圖圖1-17 1-17 極性分子和非極性分子間的作用極性分子和非極性分子間的作用1.6.2.3色散力色散力 非極性分子中的電子和原子核處在不斷的運動非極性分子中的電子和原子核處在不斷的運動之中之中, ,使分子的正、負電荷中心不斷地發(fā)生瞬間的使分子的正、負電荷中心不斷地發(fā)生瞬間的相對位移相對位移, ,使分子產(chǎn)生瞬時偶極。當兩個或多個非使分子產(chǎn)生瞬時偶極。當兩個或多個非極性分子在一定條件下充分靠近時極性分子在一定條件下充分靠近時, ,就會由于瞬時就會由于瞬時偶極而發(fā)生異極相吸作用。這種由于瞬時偶極而偶極而發(fā)生異極相吸作用。這種由于瞬時偶極

32、而產(chǎn)生的相互作用力產(chǎn)生的相互作用力, ,稱為色散力。稱為色散力。 色散力是非極性分子間的作用力色散力是非極性分子間的作用力, ,也存在于極也存在于極性分子間以及極性分子與非極性分子之間。性分子間以及極性分子與非極性分子之間。 通常色散力的大小隨分子的變形性增大而增通常色散力的大小隨分子的變形性增大而增大大, ,組成、結(jié)構(gòu)相似的分子組成、結(jié)構(gòu)相似的分子, ,相對分子質(zhì)量越大相對分子質(zhì)量越大, ,分分子的變形性就越大子的變形性就越大, ,色散力也就越大。色散力也就越大。圖圖1-18 1-18 非極性分子間的相互作用非極性分子間的相互作用1.6.2.41.6.2.4分子間力對物質(zhì)性質(zhì)的影響分子間力對

33、物質(zhì)性質(zhì)的影響 分子間作用力直接影響物質(zhì)的許多物理分子間作用力直接影響物質(zhì)的許多物理性質(zhì)性質(zhì),如熔點、沸點、溶解度、黏度、表面如熔點、沸點、溶解度、黏度、表面張力、硬度等。張力、硬度等。 如極性分子易溶于極性分子如極性分子易溶于極性分子,非極性分非極性分子易溶于非極性分子子易溶于非極性分子,這稱為這稱為“極性相似相極性相似相溶溶”?！跋嗨葡嗨啤钡膶嵸|(zhì)是指溶質(zhì)內(nèi)部分子的實質(zhì)是指溶質(zhì)內(nèi)部分子間力和溶劑內(nèi)部分子間力相似間力和溶劑內(nèi)部分子間力相似,當具有相似當具有相似分子間力的溶質(zhì)、溶劑分子混合時分子間力的溶質(zhì)、溶劑分子混合時,兩者易兩者易互溶?；ト堋?.6.31.6.3氫鍵氫鍵1.6.3.11.6.

34、3.1氫鍵的形成氫鍵的形成1.6.3.21.6.3.2氫鍵的表示方式氫鍵的表示方式1.6.3.31.6.3.3氫鍵的特點氫鍵的特點 1.6.3.41.6.3.4氫鍵對化合物性質(zhì)的影響氫鍵對化合物性質(zhì)的影響 1.6.3.11.6.3.1氫鍵的形成氫鍵的形成 氫鍵是一種特殊的分子間力。分子間存在分氫鍵是一種特殊的分子間力。分子間存在分子間力子間力,還存在著另一種作用力還存在著另一種作用力,致使這些簡單的致使這些簡單的分子成為締合分子分子成為締合分子,分子締合的重要原因是由于分分子締合的重要原因是由于分子間形成了氫鍵。子間形成了氫鍵。1.6.3.21.6.3.2氫鍵的表示方式氫鍵的表示方式 氫鍵可用

35、氫鍵可用XHY表示表示,其中其中X,Y代表代表電負性大、半徑小且有孤對電子的原子電負性大、半徑小且有孤對電子的原子,一一般是般是F,N,O等原子。等原子。X,Y可以是同種原子可以是同種原子,也可以是不同種原子。氫鍵既可在同種分也可以是不同種原子。氫鍵既可在同種分子或不同種分子間形成子或不同種分子間形成,也可在分子內(nèi)形成也可在分子內(nèi)形成(例如在例如在HNO3或或H3PO4中中)。 1.6.3.31.6.3.3氫鍵的特點氫鍵的特點 氫鍵具有方向性和飽和性氫鍵具有方向性和飽和性: :每個每個XHXH只能與一個只能與一個Y Y原子相互吸引形成氫鍵原子相互吸引形成氫鍵;Y;Y與與H H形成氫鍵時形成氫鍵

36、時, ,盡可能采取盡可能采取XHXH鍵鍵軸鍵鍵軸的方向的方向, ,使使XHYXHY在一條直線上。在一條直線上。1.6.3.41.6.3.4氫鍵對化合物性質(zhì)的影響氫鍵對化合物性質(zhì)的影響 氫鍵的形成會對某些物質(zhì)的物理性質(zhì)產(chǎn)生一氫鍵的形成會對某些物質(zhì)的物理性質(zhì)產(chǎn)生一定的影響定的影響,如對于如對于NH3,H2O和和HF,欲使固體熔化或欲使固體熔化或液體汽化液體汽化,除要克服純粹的分子間力外除要克服純粹的分子間力外,還必須額還必須額外地提供一份能量來破壞分子間的氫鍵。因此其外地提供一份能量來破壞分子間的氫鍵。因此其熔點、沸點比同族內(nèi)的其他氫化物要高。熔點、沸點比同族內(nèi)的其他氫化物要高。 分子內(nèi)氫鍵常使物

37、質(zhì)的熔點、沸點降低。如果分子內(nèi)氫鍵常使物質(zhì)的熔點、沸點降低。如果溶質(zhì)分子與溶劑分子間能形成氫鍵溶質(zhì)分子與溶劑分子間能形成氫鍵,將有利于溶質(zhì)將有利于溶質(zhì)的溶解。的溶解。 NH3在水中有較大的溶解度就與此有關(guān)。液在水中有較大的溶解度就與此有關(guān)。液體分子間若有氫鍵存在體分子間若有氫鍵存在,其黏度一般較大。其黏度一般較大。1.71.7晶體類型晶體類型 【能力目標能力目標】能夠依據(jù)各種晶體類型分析其與物能夠依據(jù)各種晶體類型分析其與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。 【知識目標知識目標】掌握晶體類型與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。掌握晶體類型與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。1.71.7晶體類型晶體類型 1.7.1晶體的特征晶體的特征 1

38、.7.2晶體的類型晶體的類型1.7.11.7.1晶體的特征晶體的特征 晶體是由原子或分子在空間按一定規(guī)律周期重晶體是由原子或分子在空間按一定規(guī)律周期重復地排列構(gòu)成的固體物質(zhì)。復地排列構(gòu)成的固體物質(zhì)。 晶體的特征是具有規(guī)則的幾何外形。晶體的特征是具有規(guī)則的幾何外形。 晶體的又一特征是具有固定的熔點。晶體的又一特征是具有固定的熔點。 晶體具有各向異性的重要特征晶體具有各向異性的重要特征, ,也就是說同一也就是說同一個晶體在不同方向上有不同的性質(zhì)。非晶體則各個晶體在不同方向上有不同的性質(zhì)。非晶體則各向同性。向同性。 晶體內(nèi)部粒子周期性的排列及其理想的外形都晶體內(nèi)部粒子周期性的排列及其理想的外形都具有

39、特定的對稱性。具有特定的對稱性。1.7.2晶體的類型晶體的類型1.7.2.1離子晶體離子晶體1.7.2.2分子晶體分子晶體1.7.2.3原子晶體原子晶體1.7.2.4金屬晶體金屬晶體1.7.2.11.7.2.1離子晶體離子晶體 （1）離子晶體的特征）離子晶體的特征 在離子晶體中在離子晶體中,質(zhì)點間的作質(zhì)點間的作用力是靜電吸引力用力是靜電吸引力,即正、負離子是通過離子鍵結(jié)即正、負離子是通過離子鍵結(jié)合在一起的合在一起的,由于正、負離子間的靜電作用力較強由于正、負離子間的靜電作用力較強,所以離子晶體一般具有較高的熔點、沸點和硬度。所以離子晶體一般具有較高的熔點、沸點和硬度。 離子的電荷越高離子的電荷

40、越高,半徑越小半徑越小,靜電作用力越強靜電作用力越強,熔熔點也就越高。點也就越高。 離子晶體的硬度較大離子晶體的硬度較大,但比較脆但比較脆,延展性較差。延展性較差。 離子晶體不論在熔融狀態(tài)或在水溶液中都具有離子晶體不論在熔融狀態(tài)或在水溶液中都具有優(yōu)良的導電性優(yōu)良的導電性,但在固體狀態(tài)但在固體狀態(tài),由于離子被限制在晶由于離子被限制在晶格的一定位置上振動格的一定位置上振動,因此幾乎不導電。因此幾乎不導電。（2 2）離子晶體的晶格能）離子晶體的晶格能 當相互遠離的氣態(tài)正離子和氣態(tài)負離子結(jié)合成離子晶體當相互遠離的氣態(tài)正離子和氣態(tài)負離子結(jié)合成離子晶體時所釋放的能量稱為晶格能時所釋放的能量稱為晶格能,以符號以符號u表示。表示。對于相同類型對于相同類型的離子晶體來說的離子晶體來說,離子電荷越多離子電荷越多,正、負離子的核間距越短正、負離子的核間距越短,晶格能的絕對值就越大。離子鍵越牢固熔點、沸點和硬度晶格能的絕對值就越大。離子鍵越牢固熔點、沸點和硬度較高。較高。 （3）離子極化）離子極化 離子極化是離子在外電場影響下發(fā)生變形而產(chǎn)生