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第九章分子結(jié)構(gòu)第1頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月引入:
前面我們已經(jīng)掌握了原子的結(jié)構(gòu)。那么原子又是以怎樣的方式形成分子,形成分子以后分子的空間構(gòu)型與分子的性質(zhì)有何關(guān)系?這就是本章所要解決的問題。因?yàn)橹挥辛私饬朔肿拥慕Y(jié)構(gòu)才能了解分子的性質(zhì)。本章研究問題的思路:①原子—原子之間作用力即化學(xué)鍵。
②原子—原子之間相對(duì)位置即空間構(gòu)型。
③分子的空間構(gòu)型~物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)之關(guān)系,即結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。第2頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月第3頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月從能量的角度看離子鍵的形成
Na+與Cl-之間強(qiáng)烈的靜電作用力,這種作用力,既包含正、負(fù)離子間的引力,同時(shí)也有外層電子之間和原子核之間的排斥力。當(dāng)引力和斥力達(dá)平衡時(shí),正、負(fù)離子在平衡位置附近振動(dòng),體系能量最低,正負(fù)離子之間形成了化學(xué)鍵(離子鍵)。以NaCl形成的勢(shì)能曲線為例說明NaCl的形成。M+L-異號(hào)電荷靜電吸引原子核及核外電子的排斥第4頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月第5頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月2.離子鍵的特點(diǎn)
(1).本質(zhì)是靜電作用力。正負(fù)離子之間的作用力可用庫侖引力公式表示:R→小,q→大,f→大,離子鍵強(qiáng)。即當(dāng)離子電荷→高,離子間距離R→小,則f→大,離子鍵越強(qiáng)。(2).離子鍵無方向性。
因?yàn)殡x子電荷球型分布,只要空間條件允許,可以在空間各個(gè)方向上吸引帶相反電荷的離子,產(chǎn)生靜電引力。第6頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(3).離子鍵沒有飽和性
每個(gè)離子可以同時(shí)同多個(gè)帶相反電荷的離子產(chǎn)生相互吸引,不論距離子遠(yuǎn)近,作用都存在,近處的強(qiáng)一些,遠(yuǎn)處的弱一些,所以離子鍵沒有飽和性。
例:不恰當(dāng)?shù)睦?麻團(tuán)外面滾芝麻,能滾多少芝麻,看空間的條件即麻團(tuán)的大小。(4).鍵的離子性大小
離子鍵形成的條件就是原子間電負(fù)性差→大,一般△X→大,鍵的離子性也越大.但即使是F-+Cs+→CsF.鍵的離子性也只有92%,即有8%的共價(jià)性,即8%的原子軌道的重疊。第7頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月電負(fù)性差△X=XB-XA
離子性%0.211.6471.8553.292結(jié)論:
1.△X→大,離子百分比→大,離子性→大。2.△X=1.7離子性%=50%(參考點(diǎn))3.△X<1.7<50%共價(jià)型
4.△X>1.7>50%離子型第8頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月3.離子的特征
∵離子型化合物性質(zhì)→離子鍵強(qiáng)度→正負(fù)離子性質(zhì)有關(guān),∴研究離子特征。
(1)離子的電荷
正離子電荷=失去電子的數(shù)目:多為+1,+2,+3,+4,更大的不存在。
IAIIAFeTi(過渡元素)負(fù)離子的電荷=獲得電子的數(shù)目:多為-1,-2,(-3,-4)多為含氧酸根或配離子。O2-,S2-,PO43-
等。
離子電荷→高,靜電引力→大,離子鍵越強(qiáng)。第9頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)
離子的電子構(gòu)型
負(fù)離子:8e:
如Cl-,O2-,F-等。
正離子:構(gòu)型復(fù)雜,種類較多,大致有以下5種
2e:ns2
,最外層2e:Li+,Be2+。
8e:ns2np6
,最外層8e:Na+,Ca2+,Cl-,O2-等。
18e:ns2np6nd10
最外層18e:
Ag+,Zn2+,Cu2+,Hg2+等.(18+2)e:ns2np6nd10(n+1)s2:次外層18e;最外層為2e:
Sn2+,Pb2+
,Ti+(P區(qū)的金屬易形成)(9-17)e:ns2np6nd1-9
,最外層電子在8—18之間的不飽和構(gòu)型離子:
Fe2+:24e:[Ar]3s23p63d6:14eCr3+:21e:[Ar]3s23p63d3
:11e第10頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月離子的電子構(gòu)型與離子間作用力有密切關(guān)系
當(dāng)離子電荷半徑相同時(shí),離子構(gòu)型與結(jié)合力的大小為:8e<(9—17)e<18eor(18+2)e
K+,Ag+電荷相同,半徑接近,但電子構(gòu)型不同,所以性質(zhì)差別大。(3).離子半徑:
離子半徑是指正、負(fù)電子相互作用時(shí),所表現(xiàn)出的半徑叫離子半徑。
其實(shí)離子半徑與原子半徑無法嚴(yán)格界定,因?yàn)樵雍送獾碾娮舆\(yùn)動(dòng)無固定的軌道。我們可以認(rèn)為:當(dāng)A++B-→AB型離子晶體時(shí),兩離子的核間距:
d=rA++rB-
第11頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月
d可以從X—射線衍射實(shí)驗(yàn)測(cè)定,若已知其中的rA+,則:rB-=d-rA+
如何將d分為r+和r-很難,∵兩離子并不完全接觸。離子半徑值:
實(shí)驗(yàn)的測(cè)定值:1826年哥德希密特用光譜學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)定
rF-=133Pm,rO2-=132Pm
以rF-,rO2-
為基礎(chǔ),測(cè)定其它AB型離子晶體的d,求出其它離子半徑。
例:測(cè)dMgO=210Pm所以rMg2+=210—132=78Pm
d=r++r-第12頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月理論計(jì)算值:1927年P(guān)auling從有效核電荷和屏蔽常數(shù)推算的一套離子半徑:
r=Cn/Z-σ(Cn為與主量子數(shù)有關(guān)的常數(shù),z-σ為有核電荷)。本書中在討論問題時(shí)使用pauling的離子半徑。離子半徑的改變規(guī)律:
同一主族:自上而下,電荷相同的離子半徑增大。
例:F-<Cl-<Br-<I-
同一周期:自左→右,主族元素正離子的半徑依次減小。因?yàn)檎姾梢来卧龃螅?/p>
Na+>Mg2+>Al3+
同一元素形成不同正電荷的離子,高價(jià)半徑小于低價(jià)半徑:例:Fe3+<Fe2+
第13頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月
負(fù)離子半徑較大:130~250Pm;正離子半徑較?。?0~170pm
周期表中:相鄰兩族元素右上方和左下方斜對(duì)角線上的正離子半徑近似相等-------對(duì)角線規(guī)則。
IAIIA
Li+(60Pm)Be2+Na+(95Pm)Mg2+(65Pm);Rb+Ca2+(99Pm)
結(jié)論:由于離子半徑?jīng)Q定離子間的靜電引力?!嗨鼘?duì)化合物的性質(zhì)影響較大。r→小,f→大,拆開它們所需能量→大,∴mp,bp高。第14頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月
4.離子晶體
由正離子和負(fù)離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體叫離子晶體.
如:NaCl,KCl,CaO,MgO等均為離子晶體。(1)離子晶體的物理特性(先了解一些有關(guān)的概念)晶格:在離子晶體中,組成晶體的正,負(fù)離子在空間有規(guī)律的排列,隔一定距離重復(fù)出現(xiàn),有明顯的周期性,晶體學(xué)上稱晶格.晶胞:晶體中最小的重復(fù)單位.例:CsCl晶胞: Cs+ Cl-晶胞不斷重復(fù)就構(gòu)成晶格。第15頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月晶格節(jié)點(diǎn)─質(zhì)點(diǎn):晶格上有規(guī)則排布的微粒。如Cs+,Cl-。配位數(shù):在晶格中一個(gè)微粒被異號(hào)電荷微粒所包圍的數(shù)目.例:CsCl晶胞中:1個(gè)Cs連8個(gè)Cl,所以Cs的配位數(shù)為8。離子晶體的物理特性:
a.正負(fù)離子形成離子鍵,離子間相互作用較強(qiáng)。所以離子晶體:mp,bp高,硬度大.且離子電荷→高,r→小,靜電作用→大,mp,bp→大。b.晶體延展性差:晶體受沖擊時(shí),各層離子易錯(cuò)動(dòng),使引力減弱,晶體易碎。第16頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月c.熔化,溶于水導(dǎo)電,固態(tài)不導(dǎo)電。d.整個(gè)晶體是一個(gè)大分子.晶體中不存在單個(gè)分子.
例:NaCl晶體中,Na+Cl+有規(guī)則排列,配位數(shù)為6Na:Cl=1:1,∴NaCl只是化學(xué)式,不是分子式。
(2).離子晶體的類型
CsCl型晶體:
晶胞形狀:正立方體,正負(fù)離子的配位數(shù)=8.(見前面)
NaCl型晶體:
晶胞形狀:正立方體,正負(fù)離子的配位數(shù)=6,6個(gè)Na+被6個(gè)Cl-包圍,6個(gè)Cl-被6個(gè)Na+包圍。
立方ZnS型:
晶胞形狀:正立方體,質(zhì)點(diǎn)多復(fù)雜,正負(fù)離子配位數(shù)=4。還有許多其它的晶體類型不一一介紹第17頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月
NaCl型晶格:面心立方配位比:6:6第18頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月
CsCl型晶格:簡(jiǎn)單立方配位比:8:8第19頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月
ZnS型(立方型)晶格:面心立方配位比:4:4第20頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月
(3).離子半徑和配位數(shù)及晶體構(gòu)型的關(guān)系.
幾點(diǎn)說明:
(1)以上結(jié)果在大多數(shù)情況下與實(shí)際相符,有個(gè)別例外,例:RbCl:r+/r-=1.48/1.81=0.82,理論配位數(shù)為8,CsCl型,但實(shí)際上為NaCl型,配位數(shù)為6。
(2)當(dāng)r+/r-處于極限時(shí),可能有兩種構(gòu)型:例:CeO2:r+/r=0.53/1.40=0.38,推測(cè)是ZnS構(gòu)型,配位數(shù)為4.也很容易→NaCl型,有兩種構(gòu)型同時(shí)存在。第21頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月5.晶格能:(u)
(1).定義:相互遠(yuǎn)離的氣態(tài)正離子和負(fù)離子結(jié)合成離子晶體時(shí)所釋放的能量叫晶格能.用u表示:KJ/mol,
例:UNaCl=786KJ/mol(0K,100KP)
用途:晶格能越大,晶體穩(wěn)定性越高,mp高,硬度大。
(2).測(cè)定:用玻嗯——哈伯循環(huán)法測(cè)定:第22頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月利用Born-Haber循環(huán),計(jì)算晶格能Na(g)
Cl(g)+NaCl(s)+第23頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月U=[-(-411)+109+121+496-346]=788kJ/mol按分過程能量來分析總過程能量的方法叫玻恩-哈伯循環(huán)。第24頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(3).晶格能的用途:解釋離子型化合物的某些物理化學(xué)性質(zhì)。MgOCaOSrOBaO小大高大RU熔點(diǎn)硬度大小低小第25頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月§7~2共價(jià)鍵理論引入:離子鍵理論能很好的說明離子化合物的形成.但對(duì)于同種元素形成的分子(如H2,Cl2等)的形成不能說明,同時(shí)也不能說明由那些化學(xué)性質(zhì)相近的元素所組成的化合物分子(如Cl2.H2O)的形成。1916年美國(guó)化學(xué)家Lewis提出共價(jià)鍵理論。他認(rèn)為:
分子中每個(gè)原子都應(yīng)具有穩(wěn)定的稀有氣體電子層結(jié)構(gòu),可以通過原子間共用一對(duì)或幾對(duì)電子來實(shí)現(xiàn),這種靠共用電子對(duì)結(jié)合的化學(xué)鍵叫共價(jià)鍵.NNNN+HHClCl第26頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月成功的解釋了O2,N2,HCl的形成,并揭示了共價(jià)鍵和離子鍵的區(qū)別.缺點(diǎn):
不能解釋BF3,PCl5,SF6的形成。因?yàn)樗鼈兩儆?e或多于8e;不能解釋共價(jià)鍵的飽和性和方向性,及共價(jià)鍵的本質(zhì)。
1927年,海特勒和倫敦把量子力學(xué)的成就用來處理H2分子結(jié)構(gòu)上,才使共價(jià)鍵的本質(zhì)獲得初步的回答。
后來Panling發(fā)展了這一成果,建立的現(xiàn)代價(jià)鍵理論(雜化軌道理論和價(jià)層電子對(duì)互斥理論)使我們對(duì)共價(jià)化合物的形成有了更清楚的認(rèn)識(shí)。第27頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月
1.價(jià)鍵理論(VB法:Valencebondtheory)
⑴共價(jià)鍵的本質(zhì):
由于自旋相反的兩個(gè)單電子原子相互靠近時(shí),原子軌道可以發(fā)生最大限度的重疊,使兩原子核間出現(xiàn)了電子云密集區(qū)域,這一方面降低了兩核間的正電排斥,另一方面增加了兩個(gè)原子核對(duì)核間負(fù)電荷區(qū)域的吸引,使體系能量降低,形成了共價(jià)鍵,可見共價(jià)鍵的本質(zhì)也是電性的。-++δ-δ-第28頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月E0EsEAR0=0.87pm核間距R第29頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)共價(jià)鍵成鍵原理:
i.電子配對(duì)原理:
兩原子如有反相自旋的成單電子,它們可以相互配對(duì)形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵。
ii.能量最低原理:兩原子軌道相互重疊形成分子時(shí),放出能量使體系能量降低,放出能量越多共價(jià)鍵越穩(wěn)定。iii.原子軌道最大重疊原理:鍵合的原子間形成化學(xué)鍵時(shí),成鍵電子的原子軌道要發(fā)生最大程度的重疊,形成的化學(xué)鍵越穩(wěn)定。根據(jù)量子力學(xué)原理:原子軌道重疊時(shí)必須符號(hào)相同。第30頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(3)共價(jià)鍵的特點(diǎn):
a.共價(jià)鍵結(jié)合力的本質(zhì)是電性,但不是純粹的靜電作用,它只是原子核對(duì)兩核間電子云密集區(qū)的吸引。
HClHOHNN決定分子的空間共型第31頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月
√XX第32頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(4)共價(jià)鍵的類型:
σ鍵:原子軌道沿鍵軸方向以頭碰頭方式重疊形成的共價(jià)鍵叫σ鍵。
σ鍵:在鍵軸上成鍵,軌道重疊最大,
最穩(wěn)定,鍵能最大。第33頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月第34頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月
Π鍵:原子軌道以“肩并肩”方式重疊,形成的共價(jià)鍵叫Π鍵。
重疊程度小于σ鍵,鍵能小于σ鍵,穩(wěn)定性低,是化學(xué)反應(yīng)的積極參與者。N2第35頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月配位鍵:一個(gè)原子提供一條空軌道,另一原子提供一條滿電子軌道。重疊形成的共價(jià)鍵叫配位鍵,用“→”
2S2p第36頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月2.雜化軌道理論:
VB法成功的解釋了共價(jià)鍵的形成過程和本質(zhì),即共價(jià)鍵的方向性,飽和性。缺點(diǎn):不能解釋分子的空間構(gòu)型。例如:CH4:實(shí)驗(yàn)測(cè)定是四面體,四個(gè)C-H鍵相等?!螲CH=109028’
VB法:C:2S22PX12PY1
:只有2個(gè)單電子。只能形成二個(gè)C—H。若將2S2激發(fā):2S12PX12PY12PZ1,可形成四個(gè)C-H,但4個(gè)C-H鍵不等同,且空間結(jié)構(gòu)不符。
為了解釋CH4分子的空間構(gòu)型,Pauling(1931)提出了雜化軌道理論.第37頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(1)基本要點(diǎn):雜化軌道與雜化的概念雜化:
原子在形成分子時(shí),中心原子若干條能量相近的不同類型軌道混合起來,重新組成一組數(shù)目相同的新原子軌道,這種重新組合的過程叫雜化。雜化軌道:
經(jīng)雜化而形成的新的軌道叫雜化軌道。等性雜化:
由不同類型的原子軌道混合,重新組合成一組完全相同(能量相同,成分相同)的雜化軌道叫等性雜化。不等性雜化:
由于雜化軌道中有不參加成鍵的孤對(duì)電子,而使各雜化軌道中成分不等同,這種雜化叫不等性雜化。第38頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月雜化軌道的特點(diǎn):
a.所形成的雜化軌道數(shù)目等于參與雜化的軌道數(shù)目。
b.不同類型的雜化軌道有不同的空間伸展方向,不同的構(gòu)型,因此使形成的分子,具有不同的空間構(gòu)型,雜化軌道在空間的排布應(yīng)使軌道彼此之間斥力最小。激發(fā)雜化CH4等性的SP3雜化重疊成鍵C:2S22P2sp3第39頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)雜化軌道的類型SP1條S,1條P21800
直線型BeCl2SP21條S,2條P31200
平面三角形BF3
SP31條S,3條P4109028’四面體CH4dsp21條(n-1)d,49001800
平面正方形CuCl42-
1條S,2條Psp3d1條S,3條P,1條d512009001800
三角雙錐PCl5
sp3d21條S,3條P,2條d69001800
正八面體SF6雜化類型參加雜化的軌道數(shù)目空間構(gòu)型雜化軌道數(shù)目軌道鍵角舉例第40頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(3)舉例說明:應(yīng)用雜化軌道了理論,解釋分子的形成。
例1:
SP雜化激發(fā)SP雜化重疊成鍵
鍵角1800
Cl——Be——Cl直線型。BeCl2:中心Be:2S2
第41頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月第42頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月Be采用sp雜化生成BeH2第43頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月
例2SP2雜化:BF3:中心B:2S22P1
SP2雜化鍵角1200
第44頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月第45頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月2s2p軌道空間構(gòu)型C:例3SP3雜化:第46頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月第47頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月四個(gè)sp3雜化軌道第48頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月第49頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月第50頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月
例4:SP3d雜化激發(fā)SP3d雜化重疊成鍵PCl5:中心P:3S23P3
第51頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月
雜化軌道構(gòu)型:三角雙錐分子構(gòu)型:三角雙錐第52頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月sp3d雜化第53頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月SF6
中心S:3S23P4
激發(fā)SP3d2雜化重疊成鍵3d雜化軌道的類型:八面體:無孤對(duì)電子∴分子構(gòu)型:八面體例5:SP3d2雜化第54頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月第55頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月sp3d2雜化第56頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月第57頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月
對(duì)于AXm共價(jià)分子:其幾何構(gòu)型取決于中心原子A的價(jià)層電子對(duì)的數(shù)目和類型(成鍵電子對(duì)),根據(jù)電子對(duì)之間相互排斥最小的原則,分子的幾何構(gòu)型應(yīng)采取價(jià)層電子對(duì)排斥力最小的那種構(gòu)型。價(jià)層電子對(duì)的斥力大小:⑴電子對(duì)之間夾角越小,斥力越大。⑵(孤對(duì)電子—孤對(duì)電子)斥力>(孤對(duì)電子—成鍵電子)斥力>(成鍵電子—成鍵電子)斥力。⑶三鍵斥力>雙鍵斥力>單鍵斥力。第58頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月實(shí)例A電子對(duì)數(shù)成鍵對(duì)數(shù)孤對(duì)電子數(shù)價(jià)電子對(duì)幾何構(gòu)型分子幾何構(gòu)型
220直線型,BeH2,HgCl2
330
平面三角形,BF3BCl321
V型,SnBr2PbCl2
440
四面體,CH4CCl4
31三角錐NH3
第59頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月422實(shí)例A電子對(duì)數(shù)成鍵對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)價(jià)電子對(duì)幾何構(gòu)型分子幾何構(gòu)型V型H2O
550A:::::三角雙錐PCl5
32ClFFF::ClF3
41三角雙錐變形四面體第60頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月實(shí)例A電子對(duì)數(shù)成鍵對(duì)數(shù)成鍵對(duì)數(shù)價(jià)電子對(duì)幾何構(gòu)型分子幾何構(gòu)型660八面體八面體SF6
51八面體四方錐
42八面體平面正方形ICl4-XeF4::::::A第61頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月第62頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月第63頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月第64頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月幾個(gè)實(shí)例第65頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月ClF3
:T型ClFFF900角孤電子對(duì)之間的排斥:無900角孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間的排斥:4個(gè)900角成鍵電子對(duì)之間的排斥:2個(gè)ClFFF900角孤電子對(duì)之間的排斥:1個(gè)900角孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間的排斥:3個(gè)900角成鍵電子對(duì)之間的排斥:2個(gè)第66頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月ClFFF900角孤電子對(duì)之間的排斥:0900角孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間的排斥:6個(gè)900角成鍵電子對(duì)之間的排斥:0綜上所述:
ClF3最穩(wěn)定的空間構(gòu)型為:T型第67頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月b.判斷分子結(jié)構(gòu)的規(guī)則確定中心原子價(jià)電子層中電子對(duì)的數(shù)目:
1.H,X提供的價(jià)電子數(shù)目等于原子的最外層電子數(shù),氧族元素作配體不提供電子。
2.氧族元素作中心原子提供6e,鹵族元素提供7e。
3.如果是離子,要加上或減去相應(yīng)的電子。4.在AXm中,A與X形成雙鍵、三鍵,則把它們當(dāng)成一個(gè)電子對(duì)。
5.加合電子/2=電子對(duì)數(shù)目。例:PO43-:P中心原子價(jià)層電子數(shù)=(5+3)=8/2=4對(duì)。
NH4+:中心N=(5+4-1)/2=4根據(jù)中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)目找出合理的空間構(gòu)型。第68頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月C.判斷下列共價(jià)分子的幾何構(gòu)型:
BeCl2
,BCl3
,SO3
,SO42-
,NH3
,H2O,NO2
,PCl5
,ClF3
,SF6
,XeF4
,IF5解:分子價(jià)層電子對(duì)孤對(duì)電子成鍵電子價(jià)電子對(duì)構(gòu)型分子構(gòu)型
BeCl2(2+2)/2=202直線直線
BCl3(1+3)/2=303平面三角形面三角形
SO2(6+0)/2=312平面三角形V型
SO42-(6+0+2)/2=404四面體四面體
第69頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月
NO2
(5+0)/2=2.5(3)12平面三角形V型
PCl5
(5+5)/2=505三角雙錐三角雙錐
SF6
(6+6)/2=606正八面體正八面體XeF4
(8+4)/2=606正八面體平面正方形IF5
(7+5)/2=615正八面體四方錐SO2Cl2
(6+2)/2=404四面體四面體ClF3
(7+3)/2=523三角雙錐T型
由此可見,價(jià)層電子對(duì)互斥理論在解釋分子空間構(gòu)型上與雜化軌道理論結(jié)果大致相同,且應(yīng)用方便,但有缺陷:不能說明鍵的形成和鍵的相對(duì)穩(wěn)定性,這要用價(jià)鍵理論和分子軌道理論來解釋。第70頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月4.分子軌道理論(molecularorbittheroy):
VB,雜化,VSEPR,直觀的說明了共價(jià)鍵的本質(zhì),分子的空間構(gòu)型,但也有局限性:
例如:價(jià)鍵理論認(rèn)為形成共價(jià)鍵的電子,只局限在兩個(gè)相鄰的原子間運(yùn)動(dòng),缺乏對(duì)分子整體的全面考慮。因此它對(duì)有些多原子分子的結(jié)構(gòu)不能說明,同時(shí)對(duì)H2+中的單電子鍵、O2中的三電子鍵及順磁性無法解釋。分子軌道MO法著重于從分子整體來考慮,它可以解釋分子中存在的電子對(duì)鍵,單電子鍵,三電子鍵的形成,對(duì)多原子分子的結(jié)構(gòu)也能比較好的說明?!郙O法近來發(fā)展較快,在共價(jià)鍵理論中占有非常重要的地位。第71頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(1)分子軌道理論的基本要點(diǎn)(簡(jiǎn)要介紹)a.在分子中,電子不從屬于某個(gè)原子,而是在整個(gè)分子中運(yùn)動(dòng),每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)也可用Ψ來表述,稱之為分子軌道。b.分子軌道由原子軌道線性組合而成,數(shù)目等于參與組合的原子軌道數(shù)目,其中一半能量低的稱為成鍵軌道,另一半能量高的軌道稱為反鍵軌道。c.分子軌道可根據(jù)對(duì)稱性不同分為σ和π型.d.電子需要進(jìn)入分子軌道中,遵循電子填充三原則.第72頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)分子軌道線性組合類型:
σ型分子軌道:S-S重疊第73頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月第74頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月++-+-++-能量
spxσsp*σspσ型分子軌道:S-P重疊第75頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月σ型分子軌道:P-P重疊
第76頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月π軌道P-P重疊第77頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月第78頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月第79頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(3)原子軌道線性組合原則
分子軌道由原子軌道線性組合而成,但不是任意組合,必須符合以下三原則的方可組成分子軌道。A.能量近似原則:
如果兩個(gè)原子軌道能量相差極大則不能有效的組成分子軌道,只有能量相近的原子軌道才能有效的組成分子軌道。1S(H)=-1318KJmol-1,3P(Cl)=-1259KJmol-12P(O)=-1322KJmol-1,3S(Na)=-502KJmol-1H1S可與3P(Cl),2P(O)組合成分子軌道。而3SNa
與3P(Cl)則不能形成分子軌道,只能發(fā)生電子轉(zhuǎn)移,生成離子鍵。第80頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月B.最大重疊:形成分子軌道時(shí),原子軌道盡可能的最大重疊,這樣能量降低顯著,成鍵效應(yīng)大,分子穩(wěn)定。C.對(duì)稱性匹配:原子軌道符號(hào)相同,則對(duì)稱性匹配,可以重疊生成分子軌道。部分匹配,部分不匹配,成鍵效應(yīng)為零。(穩(wěn)定與不穩(wěn)定相互抵消)++-++-++-匹配不匹配第81頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(4)同核雙原子分子軌道能級(jí)圖(O2F2)第82頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月第二周期同核雙原子分子:B2
(B,C,N)第83頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月同核雙原子N2分子第84頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月寫成橫式:A.對(duì)O2F2(σ1S)(σ1S*)(σ2S)(σ2S*)(σ2PX)(π2Py)(π2Pz)(π2Py*)(π2Pz*)(σ2PX*)B.對(duì)Li,Be,B,C,N(σ1S)(σ1S*)(σ2S)(σ2S*)(π2Py)(π2Pz)(π2Py*)(π2Pz*)(σ2PX*)(σ2PX)第85頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(5).應(yīng)用舉例:N2:分子結(jié)構(gòu)14e:
B.O=(10-4)/2=3鍵級(jí)
一個(gè)σ鍵,2個(gè)π鍵,三鍵。第86頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月O2結(jié)構(gòu)
有單電子具有順磁性B.O=(8-4)=2:OO:一個(gè)σ鍵,2個(gè)三電子π鍵,相當(dāng)于雙鍵。
第87頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月
(6).異核雙原子分子軌道能級(jí)
:(CO,NO,)(σ1S)(σ1S*)(σ2S)(σ2S*)(π2Py)(π2Pz)(π2Py*)(π2Pz*)(σ2PX*)(σ2PX)于C,N,B分子軌道能級(jí)相同。對(duì)于CO:14e(σ1S)2(σ1S*)2(σ2S)2(σ2S*)2(π2Py)2(π2Pz)2(π2Py*)(π2Pz*)(σ2PX*)(σ2PX)2CO分子中2個(gè)π鍵,1個(gè)σ鍵。第88頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月HF的分子軌道圖形H:1sF:2pF:2s
1σ2σ3σ1πHF的分子軌道由H的1s和F的2s,2pz組成:3個(gè)σ軌道。其中1σ為成鍵軌道,3σ反鍵軌道,2σ為非鍵軌道,1π軌道實(shí)際上是由F的另外2個(gè)2p軌道形成,也是非鍵軌道。
第89頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月5鍵參數(shù)
表征化學(xué)鍵性質(zhì)的物理量叫鍵參數(shù):鍵級(jí)、鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角、鍵的極性(1).鍵級(jí)=(成鍵電子數(shù)-反鍵電子數(shù))/2
鍵級(jí)的大小說明兩個(gè)原子之間化學(xué)鍵的強(qiáng)度,鍵級(jí)越大,鍵越牢固,分子越穩(wěn)定。從另一角度解釋鍵級(jí):兩原子之間成鍵的數(shù)目,如N:N2三鍵∴鍵級(jí)=3。而在O2雙鍵,∴鍵級(jí)=2。HF單鍵:鍵級(jí)=1)第90頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月D(H--Cl)=431kJ·mol-1D(Cl--Cl)=244kJ·mol-1
(2)鍵能:
在絕對(duì)零度下,將基態(tài)的雙原子分子AB拆成基態(tài)A和B所需的能量叫AB鍵離解能。DA-B
表示,即鍵能。對(duì)多原子分子,如NH3:N-H鍵能=(D1+D2+D3)/3=386KJ/mol即等于三個(gè)NH鍵的平均離解能。鍵能→大,化學(xué)鍵→穩(wěn)定,分子→穩(wěn)定。
鍵能通過電化學(xué)或光譜學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)定.鍵級(jí)、鍵能表征鍵的強(qiáng)弱,分子的穩(wěn)定性。第91頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(3)鍵長(zhǎng):
分子中兩個(gè)原子核間距離。(可用量子力學(xué)計(jì)算或光譜學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)定)
鍵長(zhǎng)→短,鍵→強(qiáng),越牢固,分子越穩(wěn)定(4)鍵角:
鍵與鍵之間的夾角。它是反映分子空間構(gòu)型的重要因素。例H2O中鍵角104.50,V型。鍵角可通過光譜衍射實(shí)驗(yàn)測(cè)定,也可用量子力學(xué)近似計(jì)算。一般分子的鍵長(zhǎng)鍵角確定,分子的空間構(gòu)型即確定。
例CO2
鍵角1800,鍵長(zhǎng)116.2Pm,直線型分子。第92頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(5)鍵的極性
極性共價(jià)鍵:不同種原子組成的共價(jià)鍵,共用電子對(duì)偏向電負(fù)性大的一側(cè),正負(fù)電荷中心不重合,例HCl、H2O
非極性共價(jià)鍵:同種原子組成的共價(jià)鍵,正負(fù)電荷中心重合。H—H,O—O等。電負(fù)性差的大小,判定鍵的極性:△X→大,極性→大,HF﹥HCl﹥HBr﹥HI鍵的極性。當(dāng)△X特大時(shí),電子對(duì)完全轉(zhuǎn)移→形成離子鍵
例NaCl,△X=2.23∴形成離子鍵。第93頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月6.分子晶體和原子晶體
共價(jià)化合物的單質(zhì),從晶體類型來看分成兩類:分子晶體和原子晶體。(1)分子晶體:
如X2、H2、HX、CO2、H2O、NH3、CH4等共價(jià)化合物,固體狀態(tài)存在時(shí)都是分子晶體:特點(diǎn):
晶體中,晶格節(jié)點(diǎn):分子,如CO2、I2、H2O,晶格節(jié)點(diǎn)間的相互作用力為分子間力(范德華力)
性質(zhì):分子間力弱,∴分子晶體mp、bp低,密度、硬度小,固態(tài)熔化不導(dǎo)電(如CO等),
只有極性強(qiáng)的分子晶體(如HCl等)溶于水導(dǎo)電(電離)。第94頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月CO2晶體
面心立方晶格COOCOOCOOCOOCOOCOOCOOCOOCOOCOOCOOCOOCOOCOO第95頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月石墨的空間構(gòu)型第96頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)原子晶體:
如:金剛石、單質(zhì)Si、SiC、BN、SiO等,晶體狀態(tài)由無限數(shù)目的原子組成,稱為原子晶體。特點(diǎn):晶格節(jié)點(diǎn):原子節(jié)點(diǎn)間作用力:共價(jià)鍵,晶體中無單獨(dú)分子,整個(gè)晶體為一個(gè)大分子。性質(zhì):共價(jià)鍵強(qiáng)度大∴原子晶體mp、bp高,硬度、密度大;固態(tài)不導(dǎo)電,熔化、熔于水不導(dǎo)電;
整個(gè)分子為一個(gè)大分子。金剛石:mp:3849K,最硬的單質(zhì),固態(tài)不導(dǎo)電、不導(dǎo)熱。SiC、Si半導(dǎo)體。第97頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月§6-3.金屬鍵理論:
金屬鍵理論的提出主要是為解決金屬的成鍵問題。因?yàn)榻饘僭哟蠖鄶?shù)價(jià)電子很少,因此它們不能象非金屬那樣形成共用電子對(duì),而必須用一種與之結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的理論來說明:即金屬鍵的改性共價(jià)鍵理論和能帶理論。第98頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(1)金屬鍵的該性共價(jià)鍵理論:“自由電子模型”中心思想:
在固態(tài)或液態(tài)金屬中,價(jià)電子可以自由地從一個(gè)原子躍向另一個(gè)原子,就好象價(jià)電子為許多原子or離子(指放出價(jià)電子的離子)所共有,這些共用電子起到把許多原子(離子)粘合在一起的作用即形成了金屬鍵,這種鍵是由多個(gè)原子共用一些自由移動(dòng)的價(jià)電子所形成的,因此也叫做金屬的改性共價(jià)鍵。第99頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月
mp、bp高、密度大:由于自由電子使金屬晶格中的原子采用緊密堆積的結(jié)構(gòu),因此具有mp、bp高、密度大的特性。具有導(dǎo)電性,且溫度升高電阻增大:因?yàn)樽杂呻娮哟嬖?,所以可以?dǎo)電。在外加電場(chǎng)作用下,電子定向移動(dòng),溫度升高,晶格內(nèi)原子離子震動(dòng)加劇,阻礙電子流動(dòng),所以電阻大。具有良好的機(jī)械加工性:因?yàn)榻饘倬Ц竦木o堆結(jié)構(gòu),允許原子在外力作用下,使一層原子在相鄰一層上滑動(dòng),而不破壞金屬鍵??梢杂脕斫忉尳饘俚囊恍┨匦裕?)金屬的能帶理論(涉及到分子軌道理論:略)第100頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月1面心立方密堆積:fcc配位數(shù):空間占有率:1274.05%金屬晶體:等徑球的密堆積Sr,Ca,Pb,Ag,Cu第101頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月2六方密堆積:hcp配位數(shù):空間占有率:1274.05%
La,Y,Mg,Zr,Hf第102頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月3體心立方堆積:bcc配位數(shù):空間占有率:868.02%Li,Na,K,Rb,Cs,W,Fe第103頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月
1.極性分子與非極性分子
2.分子間作用力(范德華力)
3.離子的極化
4.氫鍵§7~4分子間作用力第104頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月1.極性分子與非極性分子(1).分子中正負(fù)電荷重心重合:非極性分子。分子中正負(fù)電荷重心不重合:極性分子。(2).如何判斷分子的極性?對(duì)雙原子分子:化學(xué)鍵有極性,分子就有極性。
例:HCl,HF,極性分子化學(xué)鍵無極性,分子無極性。
例:H2,O2,N2,非極性分子多原子分子:化學(xué)鍵無極性,分子無極性。
例:S8,P4等(O3例外有微弱的極性,原因不詳)。化學(xué)鍵有極性:要看分子的空間構(gòu)型,分子具有對(duì)稱中心則分子無極性。否則就有極性。第105頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月例:CO2
:O=C=O無極性,有對(duì)稱中心。SO2有極性,無對(duì)稱中心。
分子的結(jié)構(gòu)對(duì)稱,則有化學(xué)鍵產(chǎn)生的極性可以相互抵消,則分子無極性。第106頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(3).分子極性大小的判定:
用偶極距的大小判斷分子極性:
μ=q·d
μ是矢量由,方向:正→負(fù)。單位為德拜:1個(gè)D=3.33×10-30C.mq:偶極上一端的電荷:?jiǎn)挝粸閹靵觯篊d:偶極長(zhǎng):正負(fù)電荷重心間距離:m米μ→大,分子極性大,例HCl:μ=1.003D,H2O:μ=1.85Dμ=0,則d=0∴非極性分子。μ可以測(cè)定,但d與q卻無法實(shí)驗(yàn)中測(cè)定。第107頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(4).不同分子所具有的偶極:永久偶極:極性分子中固有的偶極?!邩O性分子本身存在正負(fù)電荷重心。
第108頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月誘導(dǎo)偶極:在外加電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的偶極。
用△μ表示。分子變形性→大,外加電場(chǎng)→大,誘導(dǎo)偶極→大。.非極性分子:在外加電場(chǎng)作用下產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極。極性分子:在外加電場(chǎng)作用下產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極。瞬間偶極:在某一瞬間,由于分子內(nèi)部的原子核和電子都在不停的運(yùn)動(dòng),在某一瞬間分子正負(fù)電荷重心不重合。產(chǎn)生新的偶極。其偶極矢量叫瞬間偶極。它存在所有分子中。分子→大,分子變形性→大,瞬間偶極→大。
第109頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月2.分子間作用力(范德華力)(1)定義
分子間存在著一種較弱的相互作用,結(jié)合能:幾-幾十kJ/mol,比化學(xué)鍵小1-2數(shù)量級(jí)。例:氣體分子能凝聚成液體,就靠這種分子間的作用力,因范德華首先提出所以叫范德華力。(2)作用:
范德華力是決定物質(zhì)mp、bp、溶解度的重要因素,范德華力增大,物質(zhì)的mp、bp增大,當(dāng)溶質(zhì)與溶劑分子間力相近時(shí),彼此互溶。第110頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月VanDerWaals范德華(1837~1923)第111頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月
荷蘭物理學(xué)家,青年時(shí)代家境貧寒,無力入學(xué)讀書。在工作之余,刻苦鉆研,自學(xué)成材,1873年他的論文“論液態(tài)和氣態(tài)的連續(xù)性”引起了學(xué)術(shù)界的關(guān)注。并獲得了萊頓大學(xué)的博士學(xué)位。經(jīng)過研究,他認(rèn)識(shí)到如果假定氣體分子不占有體積,而且分子之間不存在引力,則可從氣體分子運(yùn)動(dòng)論得出理想氣體的狀態(tài)方程引入兩個(gè)參量,分別表示分子的大小和引力,一個(gè)更準(zhǔn)確的方程即范德華方程。他還研究了毛細(xì)作用,對(duì)附著力進(jìn)行了計(jì)算。他在研究物體三態(tài)(氣、液、固)相互轉(zhuǎn)化的條件時(shí),推導(dǎo)出臨界點(diǎn)的計(jì)算公式,計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。1877-1907年任阿姆斯特丹大學(xué)教授。1910年因研究氣態(tài)和液態(tài)方程獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。原子間和分子間的吸引力被命名為范德華力。1873年他最先假設(shè)了這種力,以研究關(guān)于真實(shí)氣體的理論。第112頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(3)范德華力的種類(三種)a.取向力(也叫靜電力):
極性分子-極性分子之間,靠永久偶極而產(chǎn)生的相互作用力叫取向力。同極相斥,異極相吸,使分子發(fā)生旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生靜電吸引到達(dá)平衡。
取向力本質(zhì):靜電吸引。取向力∝μ2/r7T(T:溫度,r:分子間距離).所以是近距離的作用力。第113頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月取向作用:由于極性分子的取向而產(chǎn)生的分子間吸引作用。第114頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月
b.誘導(dǎo)力
存在于:極性-極性分子中,極性-非極性分子中。
定義:誘導(dǎo)偶極與極性分子的永久偶極之間的作用力。
本質(zhì):靜電引力。誘導(dǎo)力∝μ2.變形性(被誘導(dǎo)分子)/Tr7變形性:分子發(fā)生變形的性質(zhì)。分子中各組成原子的半徑增大,分子體積增大,變形性增大。第115頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月誘導(dǎo)作用:由于誘導(dǎo)偶極而產(chǎn)生的分子間相互作用。第116頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月
c.色散力:
存在于所有分子中的相互作用力,由分子的“瞬間偶極”而產(chǎn)生的相互作用力,這種力理論計(jì)算公式與光色散公式相似,所以叫色散力。本質(zhì):靜電引力。
色散力∝分子變形性/r7
,與分子的電離勢(shì)有關(guān).第117頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月第118頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(4).范德華的特點(diǎn):
它是永遠(yuǎn)存在于分子或原子間的一種作用力。它是吸引力,作用能比化學(xué)鍵小1-2個(gè)數(shù)量級(jí)。范德華力無方向性和飽和性。引力范圍只有幾pm。范德華力有三種:靜電力、誘導(dǎo)力,只存在于極性分子或極性與非極性分子之間;而色散力存在于所有分子之間,且色散力在三種力中是最大的,最主要的。第119頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月
第120頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月分子間作用力對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響第121頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月3.離子的極化
在離子體系中,離子之間除了離子正負(fù)電荷之間的相互靜電吸引之外,還存在著范德華力,例如OH-、CN-等離子,在離子內(nèi)部必然存在著偶極,所以這些離子和其它離子之間必須還存在著取向力。(1).離子極化:
離子間除了靜電引力外,誘導(dǎo)力起著很重要的作用。因?yàn)殛栯x子具有多余的正電荷,半徑一般較小,而且在外殼上缺少電子,它對(duì)相鄰的陰離子會(huì)產(chǎn)生誘導(dǎo)作用,是陰離子產(chǎn)生誘導(dǎo)偶級(jí),這種作用叫做離子的極化作用。第122頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(2).離子的變形性:
陰離子半徑一般較大,在外殼上有較多的電子,容易變形,在被誘導(dǎo)過程中能產(chǎn)生臨時(shí)的誘導(dǎo)偶極,這種性質(zhì)通常稱為離子的變形性。(3).陰陽離子之間的相互作用:相互極化作用
當(dāng)正負(fù)離子相互靠近時(shí),除了表現(xiàn)正常的靜電引力外,陽離子對(duì)陰離子產(chǎn)生誘導(dǎo)作用,使其產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極,這個(gè)誘導(dǎo)偶極反過來又會(huì)對(duì)陽離子產(chǎn)生誘導(dǎo)。如果陽離子易變形的話(18e,18+2,不飽和電子構(gòu)型,半徑大的離子),陰離子的誘導(dǎo)偶極反過來又誘導(dǎo)陽離子,則陽離子中也會(huì)產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極。第123頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月
陽離子和陰離子之間產(chǎn)生額外的吸引力,這種作用叫相互極化。
于是兩離子相互靠近,有可能使電子云發(fā)生重疊,生成極性較小的鍵,或者說有可能使兩個(gè)離子結(jié)合成共價(jià)極性分子,從這個(gè)觀點(diǎn)來看:離子鍵和共價(jià)鍵之間并無嚴(yán)格界限,兩者之間有一系列過渡。離子的極化
(離子鍵向共價(jià)鍵過渡)δ+δ-δ-δ+δ-δ+第124頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(4)影響離子極化作用的因素a.電荷高的陽離子有強(qiáng)的極化作用。b.離子結(jié)構(gòu)不同,極化作用不同:18,18+2,2e>9-17e>8eAg+,Pb2+,Li+>Fe2+
,
Ni2+,
Cr3+>Na+,
Mg2+,Ca2+c.電子層相似、電荷相等時(shí),r越小極化作用越大例:Mg2+>Ba2+Al3+>La3+F->Cl-d.復(fù)雜陰離子極化作用小,但電荷高的復(fù)雜陰離子也有一定的極化作用,如:SO42+.PO43+第125頁,課件共136頁,創(chuàng)作于2023年2月(5)
離子的變形性a:18e,9-17e>8e例:Ag+>K+,Hg2+>Ca2+b.電子層結(jié)構(gòu)相同的離子:正電荷越高,陽離子變形性越小.例:O2->F->Ne>Na+>Mg2+>Al
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