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文檔簡介
第八章分子結構四1第1頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月
按熱力學觀點看,晶體與非晶體的主要區(qū)別在于:晶體一般都具有最低能量,因而較為穩(wěn)定;而非晶體一般能量較高都處于介穩(wěn)或亞穩(wěn)態(tài)。晶體和非晶體之間無絕對界線。同一物質在不同條件下既可形成晶體,又可形成非晶體。自然界中的二氧化硅有晶態(tài)的石英、水晶,也有非晶態(tài)的燧石。2第2頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月一、晶體的微觀結構和宏觀特征
晶體的三方面宏觀特征:規(guī)則的幾何外形晶體有規(guī)則的多面體外形;非晶體沒有一定的外形;各向異性晶體顯示各向異性,而非晶體顯示各向同性;有固定的熔點晶體有固定的熔點,而非晶體沒有;晶體的粒子規(guī)則有序排列并貫穿于整個晶體,而非晶體的粒子排列“短程有序,長程無序”。3第3頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月(一)晶體與晶胞組成晶體的質點(分子、原子、離子)以確定位置的點在空間作周期性重復地有規(guī)則排列。這一套點的無限組合就叫做點陣。把這些點聯(lián)結在一起,空間點陣即稱為晶格。晶格中含有晶體結構中一切特征的最小單位稱晶胞。4第4頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月直線點陣平面點陣空間點陣晶胞5第5頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月單晶體:內部結構由同一空間點陣貫穿著的晶體。多晶體:由很多細小晶粒結合而成,晶粒間由界面相互隔開,晶粒的結構和成份可以是同一的,也可以是異類的。微晶體:由微細晶體構成的多晶態(tài)物質。如炭黑及人工合成的粉體材料。6第6頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月(二)晶格的類型晶胞參數(shù)(latticeparameters):
a、b、c、、、根據(jù)晶胞參數(shù)的不同分類:七大晶系:立方晶系(cubicclass)
正交晶系(orthorhombic)
四方晶系(tetragonalclass)
單斜晶系(monoclinicclass)
三方晶系(rhombohedralclass)
三斜晶系(triclinicclass)
六角晶系(hexagonalclass)7第7頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月8第8頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月晶胞的內容:粒子的種類,數(shù)目及它在晶胞中的相對位置。按晶胞參數(shù)的差異將晶體分成七種晶系。按帶心型式分類,將七大晶系分為14種Bravais晶格。例如,立方晶系分為簡單立方、體心立方和面心立方三種型式。9第9頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月14種Bravais晶格10第10頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)質點(原子、離子或分子)在單位平行六面體的分布分類:①
簡單晶格②體心晶格③面心晶格④底心晶格
配位數(shù):晶體結構中,與任一原子最近鄰并且等距離的原子數(shù)。
致密度:原子排列的致密程度。
用鋼球所占空間的體積百分數(shù)表示。11第11頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月二、晶體的類型及其特性
晶體的分類12第12頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月(一)金屬晶體在金屬晶體中不存在孤立的原子或分子。自由電子運動于整個晶體內部,整個晶體就可以看作為一個巨大的“分子”。金屬原子只有少數(shù)的價電子能用于成鍵,不足以形成正規(guī)的共價鍵和離子鍵,因此金屬在形成晶體時,傾向于生成極為緊密的結構,使每個原子擁有盡可能多的相鄰原子(8或12個)。這樣電子能級可以盡可能多的重疊,形成“少電子多中心”鍵。13第13頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月緊密結構:金屬晶體以等徑圓球形狀的金屬原子一個挨一個緊密堆積在一起,使在一定體積的晶體內含有最多數(shù)目的原子,即空間利用率最高。14第14頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月簡單立方堆積晶胞中原子數(shù):1配位數(shù):6空間利用率:52%15第15頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月體心立方堆積立方體8個頂點上的球互不相切,但均與體心位置上的球相切。配位數(shù)8,空間利用率為68.02%,不屬于密堆積結構。如K,Rb,Cs,Li,Na,Cr,Mo,W,Fe等晶胞中原子數(shù):116第16頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月17第17頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月第一層:最緊密的堆積方式是一個球與周圍6個球相切,在中心球的周圍形成6個凹位。
第二層:對第一層來講最緊密的堆積方式是將球對準1,3,5位(若對準2,4,6位,其情形是一樣的)。第三層:是關鍵,對第一、二層來說,可以有兩種最緊密的堆積方式:第一種是將球對準第一層的球,于是每兩層形成一個周期,即ABAB堆積方式,形成六方密堆積,配位數(shù)12(同層6,上下各3)。如:La,Y,Mg,Zr,Hg,Cd,Ti,Co等。面心立方密堆積六方密堆積18第18頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月六方密堆積19第19頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月另一種是將球對準第一層的2,4,6位,不同于AB兩層的位置,這是C
層。第四層再排A,于是形成ABCABC
三層一個周期,得到面心立方密堆積,配位數(shù)12。如:Sr,Ca,Pb,Ag,Au,Al,Cu,Ni等。這兩種堆積都是最緊密堆積,空間利用率為74.05%。20第20頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月面心立方密堆積21第21頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月(a)面心立方密堆積(ABC·ABC堆積)(b)面心立方晶胞22第22頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月(a)六密堆積(AB·AB堆積)(b)六方晶胞(粗線示出的平行六面體)23第23頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月(二)
離子晶體:在離子晶體的晶格結點上,交替地排列著正離子和負離子,正、負離子之間有靜電引力(離子鍵)相互吸引著。正、負離子通過離子鍵結合而成的晶體統(tǒng)稱為離子晶體。在離子晶體中,組成晶體的正負離子在空間呈有規(guī)律的排列,而且隔一定距離重復出現(xiàn),具有明顯的周期性。24第24頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月離子晶體的離子半徑比以AB型離子為例:在配位數(shù)為6的八面體配位中,有:①陽、陰離子間接觸,而陰離子間不接觸,r+/r->0.414。
靜電吸引力大,排斥力小,晶體較穩(wěn)定。②陽、陰離子間和陰離子間都相互接觸,r+/r-=0.414③陰離子間接觸而陽、陰離子間不接觸,r+/r-<0.414。靜電吸引力小,排斥力大,晶體不穩(wěn)定,陰離子有可能脫離,使陽離子的配位數(shù)降低。25第25頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月半徑比r+/r-配位數(shù)晶體結構實例0.225~0.4144ZnS型ZnS,ZnO,BeS,CuCl,CuBr等0.414~0.7326NaCl型NaCl,KCl,NaBr,LiF,CaO,MgO,CaS,BaS等0.732~18CsCl型CsCl,CsBr,CsI,TlCl,NH4Cl,TlCN等表10-12AB型化合物的離子半徑比和配位數(shù)及晶體構型的關系X-X-X-X-M+(a)(b)(c)八面體配位中陽、陰離子的接觸情況26第26頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月氯化銫、氯化鈉和硫化鋅型晶體結構①氯化銫型結構27第27頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月②氯化鈉型結構
NaCl晶體結構,外形是立方體,8個角上和6個面的中心為一個離子所占據(jù),每個Na+都被6個Cl-包圍著,而每個Cl-的周圍也有6個Na+。28第28頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月③硫化鋅型結構29第29頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月(三)原子晶體:在原子晶體的晶格結點上排列著中性原子,原子間以共價鍵相結合。如單質硅(Si)、金剛石(C)、二氧化硅(SiO2)、碳化硅(SiC)、金剛砂和氮化硼B(yǎng)N
(立方)等。30第30頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月如:典型的金剛石原子晶體。31第31頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月原子晶體的主要特點是:原子間不再以緊密的堆積為特征,它們之間是通過具有方向性和飽和性的共價鍵相聯(lián)接,特別是通過成鍵能力很強的雜化軌道重疊成鍵,使它的鍵能接近400KJ?mol-1。所以原子晶體的構型和性質都與共價鍵性質密切相關,原子晶體中配位數(shù)比離子晶體少,硬度和熔點都比離子晶體高,一般不導電,在常見溶劑中不溶解,延展性差。32第32頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月(四)分子晶體在分子晶體的晶格結點上排列的都是中性分子。雖然分子內部各原子是以強的共價鍵相結合,但分子之間是以較弱的范德華力相結合的。以二氧化碳晶體為例:它呈面心結構,CO2分子分別占據(jù)立方體的8個頂點和6個面的中心位置,分子內部是以C=O共價鍵結合,而在晶體中CO2分子間只存在色散力。33第33頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月晶格類型組成晶胞的質點結合力晶體特性實例原子晶體原子共價鍵硬度大,熔、沸點很高,在大多數(shù)溶劑中不溶,導電性差金剛石,SiC離子晶體正離子離子鍵熔、沸點高,硬而脆,大多溶于極性溶劑中,熔融狀態(tài)和水溶液能導電NaCl,CaCl,ZnS負離子分子晶體極性分子分子間力(有氫鍵)熔、沸點低,能溶于極性溶劑中,溶于水時能導電HCl,HF,NH3,H2O非極性分子分子間力熔、沸點低,能溶于非極性或極性弱的溶劑中,易升華H2,Cl2金屬晶體金屬原子金屬鍵有金屬光澤,電和熱的良導體,有延展性,熔、沸點較高Na,W,Ag,Au金屬離子自由離子34第34頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月35第35頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月*混合鍵型晶體,又稱過渡型晶體,如石墨晶體。在石墨晶體中,同層的碳原子以sp2雜化形成共價鍵。每個C原子以3個共價鍵與別處3個C原子相連,形成無限的正六角形的蜂巢狀的片層結構,在同一平面的C原子還剩下一個p軌道和一個p電子,這些p軌道相互平行,且垂直于C原子sp2雜化構成的平面,形成了離域π鍵。這些電子比較自由,可以在整個C原子平面移動,相當于金屬中的自由電子。所以石墨能導熱、導電。36第36頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月石墨中層與層之間相隔較遠,以分子間相互作用力相結合,所以石墨片層之間容易滑動。在同一平面層中的碳原子結合力很強,所以石墨的熔點高,化學性質穩(wěn)定。由此可見石墨晶體是兼有原子晶體、金屬晶體和分子晶體的特征,是一種混合型晶體。37第37頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月
離子極化使離子鍵增加了電子云向對方變形偏移的成分,即增加了共價鍵成分,結果使鍵長減小,鍵的極性降低,離子的配位情況也因之而變化。如AgI晶體,Ag+與I-間的距離按離子半徑之和約126+216=342pm,實測為299pm,縮小了43pm。三、化學鍵鍵型和晶體晶型的關系
(一)離子極化對鍵型的影響見表8-1038第38頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月表8-11離子型與共價型晶體的判別晶體實測鍵長(pm)離子半徑之和(pm)鍵型晶體實測鍵長(pm)離子半徑之和(pm)鍵型NaF231231離子型AgF246246離子型MgO210205離子型AgCl277294過渡型AlN187221共價型AgBr288309過渡型SiC189301共價型AgI299333共價型39第39頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月1)熔沸點:NaCl,MgCl2,AlCl3
中,極化力Na+<Mg2+<Al3+,
NaCl是典型的離子化合物,AlCl3接近共價化合物,它們的熔點依次為801℃,714℃,192℃。(二)離子極化對化合物理化性質的影響離子化合物有較高的熔、沸點,而共價化合物熔、沸點較低。40第40頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月2)溶解度:AgF,AgCl,AgBr和AgI化合物,顏色逐漸加深,在水中溶解度逐漸變?。河捎贏g+極化力較強,而F-半徑小,不易變形,
AgF仍保持離子化合物,在水中易溶;隨著Cl-,Br-,
I-
半徑依次增大,變形性也隨之增大,這三種鹵化物中共價性依次增加,故溶解度依次降低。又如:NaCl與CuCl,Na+為2,8構型;Cu+為2,8,18構型。Cu+顯然易被極化,因此CuCl間共價成分增大,在水中溶解度遠比NaCl小。41第41頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月3)顏色:一般情況下,如果組成化合物的正負離子都無色,則該化合物也無色;若其中一個離子有顏色,則該化合物就顯示該離子的顏色。
如K+
無色,CrO42-黃色,所以K2CrO4呈黃色。但Ag+
無色,Ag2CrO4卻呈棕紅色,不是黃色,以及無色的Ag+
和I-
形成的AgI呈黃色,這都與Ag+
具有較強的極化作用有關。影響無機物顯色的因素很多,離子極化只是其中一個因素。42第42頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月總結化學鍵:分子內部直接相鄰的原子或離子間的強相互作用力?;瘜W鍵可分成離子鍵、共價鍵和金屬鍵。本章重點:共價鍵一、離子鍵離子鍵:兩原子間發(fā)生電子轉移,形成正、負離子,通過離子間的靜電作用而形成的化學鍵。形成離子鍵的條件和離子鍵的特征
兩成鍵原子的電負性差大可形成離子鍵。ⅠA、ⅡA族等元素與鹵族元素、氧元素等形成的氧化物、鹵化物、氫氧化物和含氧酸鹽等化合物分子中存在著離子鍵。離子鍵沒有方向性和飽和性。正、負離子所帶電荷是球形對稱分布,它們可以從任何方向互相吸引,因此沒有方向性。正、負電荷間永遠存在著引力,其大小決定于電量和距離,所以沒有飽和性。43第43頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月晶格能
在標準狀態(tài)及298K溫度將1mol離子晶體轉化為氣態(tài)離子所吸收的能量為晶格能,可用玻恩-哈伯循環(huán)計算晶格能:
離子的電子構型
離子鍵的強弱取決于組成它的離子,而后者的性質與離子的三要素即離子的電荷、半徑及電子構型有關。
離子的電子構型就是指離子的電子層結構。離子的內層電子是充滿的??砂凑针x子外層電子層結構的特點將離子的電子構型分成5種類型:2電子構型(s2);8電子構型(s2p6);18電子構型(s2p6d10);18+2電子構型(s2p6d10s2);不規(guī)則構型(s2p6d1~9)。44第44頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月二、共價鍵
共價鍵:原子間通過共價電子對結合的化學鍵。近代共價鍵理論分為價鍵理論和分子軌道理論兩部分。價鍵理論
價鍵理論認為,兩原子中,自旋相反的未成對電子的原子軌道發(fā)生重疊,兩核間密集的電子云吸引兩原子核,降低兩核的排斥作用,從而使體系能量降低而成鍵。
共價鍵的形成條件:
(1)自旋相反的未成對電子可配對形成共價鍵。(2)成鍵電子的原子軌道盡可能達到最大程度的重疊。重疊越多,體系能量降低越多,所形成的共價鍵越穩(wěn)定。以上稱最大重疊原理。45第45頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月
共價鍵的特征:
(1)共價鍵的飽和性:即兩原子間形成共價鍵的數(shù)目是一定的。兩原子各有1個未成對電子,可形成共價單鍵;若各有2個或3個未成對電子則可形成雙鍵或叁鍵。(2)共價鍵的方向性:為滿足最大重疊原理,兩原子間形成共價鍵時,兩原子軌道要沿著一定方向重疊,因此,形成的共價鍵有一定方向性。
共價鍵的類型
(1)鍵:兩原子軌道沿鍵軸方向進行重疊,所形成的鍵稱鍵。重疊部位在兩原子間、鍵軸處。重疊程度大。
(2)鍵:兩原子軌道沿鍵軸方向在鍵軸兩側平行重疊,所形成的鍵稱鍵。重疊部位在鍵軸上、下方,鍵軸處位零。重疊程度小。46第46頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月雜化軌道理論
在成鍵過程中,同一原子中能量相近的某些原子軌道可重新組合成相同數(shù)目的新軌道,這一過程稱雜化。雜化后形成的新軌道稱雜化軌道。
雜化軌道理論要點:
(1)原子在成鍵時,同一原子中能量相近的原子軌道可重新組合成雜化軌道。(2)參與雜化的原子軌道數(shù)等于形成的雜化軌道數(shù)。(3)雜化改變了原子軌道的形狀、方向。雜化使原子的成鍵能力增加。47第47頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月
s和p原子軌道雜化:
ns、np原子軌道能量相近,常采用sp型雜化。有下列三種雜化軌道的類型。
根據(jù)各雜化軌道中所含各原子軌道成分是否相同,又分為等性雜化和不等性雜化。類型軌道數(shù)目空間構型實例sp2直線HgCl2、BeCl2sp23三角平面BF3sp34四面體CCl4、NH3、H2O48第48頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月價層電子對互斥理論
應用該理論可預測一些非過渡元素,ABm型簡單分子或離子的空間構型。
理論要點:(1)價層電子對盡可能遠離使相互間斥力最小。常采取下列排布方式。(2)根據(jù)中心原子(A)的價層電子對數(shù)確定電子對的空間分布,再根據(jù)中心原子的孤對電子數(shù)及其所在的位置推出ABm分子的空間構型。價層電子對數(shù)23456空間構型直線形等邊三角形正四面體三角雙鍵正八面體49第49頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月(3)電子對之間斥力大小順序是:孤對–孤對>孤對–成鍵>成鍵–成鍵在考慮價層電子對排布時需選擇最少數(shù)目的90度角的孤對-孤對排布。計算價層電子對數(shù)和孤對電子對數(shù)的方法:價層電子對數(shù)=1/2(A原子的價層電子數(shù)+B原子提供的形成共價單鍵的電子數(shù)±離子的電荷數(shù))(規(guī)定B原子為氧族元素時不提供電子)孤對電子數(shù)=價層電子對數(shù)-成鍵電子對數(shù)50第50頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月分子軌道理論
分子軌道理論認為分子中的電子是在整個分子范圍內運動,成鍵電子不是定域在兩原子之間。用
描述分子中電子的運動狀態(tài),
2表示電子在分子中空間某處出現(xiàn)的幾率密度。
理論要點:
(1)分子軌道是由所屬原子軌道線性組合而成。由n個原子軌道線性組合后可得到n個分子軌道。其中包括相同數(shù)目的成鍵分子軌道和反鍵分子軌道,或一定數(shù)目的非鍵軌道。(2)由原子軌道組成分子軌道必須符合對稱性匹配、能量近似及軌道最大重疊這三個原則。(3)形成分子時,原子軌道上的電子按能量最低原理、保利不相容原理和洪特規(guī)則這三個原則進入分子軌道。51第51頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月
分子軌道的類型:
(1)
分子軌道:原子軌道沿著鍵軸方向發(fā)生重疊所形成的分子軌道。具有援助形對稱性。電子進入分子軌道則形成
鍵。
(2)分子軌道:原子軌道在鍵軸兩側平行重疊所形成的分子軌道。具有通過鍵軸的對稱面。電子進入成鍵分子軌道則形成鍵。電子進入由3個或3個以上原子組成的成鍵分子軌道則形成大鍵。52第52頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月雙原子分子的分子軌道:(1)
第二周期元素的原子各有5個原子軌道(1s2s2p),在形成同核雙原子分子時按組成分子軌道的三個原則可組成10個分子軌道。有下列兩種軌道能級順序:
O2、F2:
1s<
1s*<
2s<
2s*<
2px<
2py=
2pz<
2py*=
2pz*<
2px*
Li2、Be2、B2、C2、N2:
1s<
1s*<
2s<
2s*<
2py=
2pz<
2px<
2py*=
2pz*<
2px*按照電子填充規(guī)則電子進入分子軌道:2O(1s2,
2s22p4)O2[KK(
2s)2(
2s*)2(
2px)2(
2py)2(
2pz)2(
2py*)1(
2pz*)1]2N(1s2,
2s22p3)N2[KK(
2s)2(
2s*)2(
2py)2(
2pz)2(
2px)2]
從分子軌道結構式可知,在O2分子中形成了1個鍵,2個三電子鍵,其鍵級等于2。在反鍵軌道上有2個單電子,故O2分子有順磁性。N2分子中形成1個鍵,2個鍵,其鍵級等于3。53第53頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)按照組成分子軌道的三個原則,不同元素的兩個原子可組成異核雙原子分子軌道。元素不同,核電荷數(shù)不同,對核外電子的吸引力不同,兩原子的對應的原子軌道能量不同(例:1s與1s,2s與2s······)。若兩元素的核電荷數(shù)相接近,可以用對應的原子軌道組成分子軌道。
CO:KK
(
2s)2(
2s*)2(
2py)2(
2pz)2(
2px)2CO與N2分子的分子結構相似,它們兩者是等電子體,等電子體的分子具有相似的結構。若兩元素的核電荷數(shù)相差較遠,必須先知道各原子軌道的能量才能組成分子軌道。異核雙原子分子軌道的能級圖是不對稱的,兩原子進入分子軌道的電子數(shù)可以不相等,也可以存在非鍵軌道。54第54頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月三、分子的磁性與極性分子的磁性
因物質在外磁場中表現(xiàn)不同,可將物質分成抗磁性物質核順磁性物質兩類。種類結構特點磁矩外加磁場與外加磁場作用抗磁性無單電子(H2、N2)等于零產生誘導磁矩磁矩方向與外磁場方向相反相互排斥順磁性有單電子(H2+、O2)不等于零微觀磁子的磁矩取向磁矩方向與外磁場方向相同相互吸引55第55頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月分子的極性
凡分子的正、負電荷中心重合,不產生偶極,稱為極性分子。若分子的正負電荷中心不重合,分子中有“+”極和“-”極,這樣分子產生了偶極,稱為極性分子。分子的極性既決定于共價鍵的極性也決定于分子的空間構型。用偶極矩(
)來度量分子的極性的大小。
=·dH2HCl(H-Cl)CO2(O=C=O)H2O非極性共價鍵非極性分子極性共價鍵極性分子極性共價鍵正負電荷中心重合非極性分子極性共價鍵正負電荷中心不重合極性分子--+OHH-++56第56頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月四、分子間作用力分子間作用力:除化學鍵外的基團間、分子間相互作用力的總稱。范德華力
是共價化合物分子間普遍存在的作用力,由以下三種力組成。(1)取向力:由極性分子存在的正負兩極互相吸引而產生,使原來雜亂無章的極性分子作定向排布。(2)誘導力:極性分子的永久偶極可誘導非極性分子產生誘導偶極,并相互吸引,稱之為有誘導力。極性分子與極性分子間也存在誘導力。(3)色散力:分子在運動過程中,每瞬間分子內的帶負電部分和帶正電部分不是發(fā)生相對位移,產生瞬時偶極,并始終處于異極相鄰狀態(tài)而相互吸引。非-非、極-非、極-極分子之間都存在。57第57頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月若把上述討論擴展到同時有離子化合物存在,則離子與極性分子間存在著離子-永久偶極作用;離子與非極性分子間存在著離子-誘導偶極作用力。范德華力與物質的某些性質相關。例如,范德華力越大,共價化合物的熔、沸點越高;溶質與溶劑間范德華力越大,溶質易溶于該溶劑中。氫鍵
與電負性大、半徑小的原子(N、O、F原子)結合的H原子去吸引另一個電負性大、半徑小的原子(N、O、F原子)的孤對電子則形成氫鍵。可表示為X-H······Y。氫鍵鍵能與范德華力在同一數(shù)量級。但氫鍵有飽和性,X-H中的H原子只能吸引一個Y原子上的孤對電子。此外,分子間氫鍵有方向性,X-H中之H原子是沿著Y原子中孤對電子云伸展方向去吸引。氫鍵影響物質的性質。分子間形成氫鍵,可使物質的熔、沸點升高。如果溶質分子與溶劑分子間能形成氫鍵,將有利于溶質分子的溶解。58第58頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月五、離子極化離子極化:在異號離子影響下,離子電子云發(fā)生變形使正負電荷中心分離的現(xiàn)象。離子在極化時具有雙重性質:
作為電場,能使周圍帶異電荷離子極化而變形,即具有極化力;作為被極化對象,本身被極化而變形。離子的半徑、電荷及電子層結構都能影響離子的極化力和變形性。陰離子一般比陽離子變形大,最外層為8電子結構,所以它們的極化力較弱,變形性較大。相反,陽離子極化力較強,變形性較小。離子半徑使離子的電子云變形而相互重疊。所以,離子極化影響化學鍵型,使離子鍵逐漸向共價鍵過渡。由于化學鍵型的變化,化合物的性質也隨之變化。隨著共價鍵成分的增大,化合物在水中的溶解度減小;熔、沸點下降;顏色加深。59第59頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月六、晶體結構
固體可以分為兩類,一類具有多面體的外形、各向異性,有固定的熔點稱為晶體;另一類沒有整齊而規(guī)則的外形、各向同性、沒有固定熔點稱為非晶體。晶體結構
組成晶體的質點(分子、原子、離子)以確定位置的點在空間作周期性重復地有規(guī)則排列。這一套點的無限組合就叫做點陣。把這些點聯(lián)結在一起,空間點陣即稱為晶格。晶格中含有晶體結構中一切特征的最小單位稱晶胞。晶胞為平行六面體。可用六面體的3個棱之常a、b、c及棱邊的夾角、、來描述晶胞,故這六個
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