第八章分子結(jié)構(gòu)四

第八章分子結(jié)構(gòu)四1第1頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月

按熱力學(xué)觀點(diǎn)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(zhì)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(jié)構(gòu)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(diǎn)晶體有固定的熔點(diǎn)，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(zhì)點(diǎn)(分子、原子、離子)以確定位置的點(diǎn)在空間作周期性重復(fù)地有規(guī)則排列。這一套點(diǎn)的無限組合就叫做點(diǎn)陣。把這些點(diǎn)聯(lián)結(jié)在一起，空間點(diǎn)陣即稱為晶格。晶格中含有晶體結(jié)構(gòu)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(diǎn)陣平面點(diǎn)陣空間點(diǎn)陣晶胞5第5頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月單晶體：內(nèi)部結(jié)構(gòu)由同一空間點(diǎn)陣貫穿著的晶體。多晶體：由很多細(xì)小晶粒結(jié)合而成，晶粒間由界面相互隔開，晶粒的結(jié)構(gòu)和成份可以是同一的，也可以是異類的。微晶體：由微細(xì)晶體構(gòu)成的多晶態(tài)物質(zhì)。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(nèi)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(zhì)點(diǎn)(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(jié)構(gòu)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?jǐn)?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(yùn)動于整個晶體內(nèi)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(jià)電子能用于成鍵，不足以形成正規(guī)的共價(jià)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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)：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(nèi)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(diǎn)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(jié)構(gòu)。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?qū)?zhǔn)1,3,5位(若對準(zhǔn)2,4,6位,其情形是一樣的)。第三層：是關(guān)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?qū)?zhǔn)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?qū)?zhǔn)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(jié)點(diǎn)上，交替地排列著正離子和負(fù)離子，正、負(fù)離子之間有靜電引力（離子鍵）相互吸引著。正、負(fù)離子通過離子鍵結(jié)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(fù)離子在空間呈有規(guī)律的排列，而且隔一定距離重復(fù)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(jié)構(gòu)實(shí)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(gòu)型的關(guān)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(jié)構(gòu)①氯化銫型結(jié)構(gòu)27第27頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月②氯化鈉型結(jié)構(gòu)

NaCl晶體結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)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(jié)點(diǎn)上排列著中性原子，原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合。如單質(zhì)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(diǎn)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(jià)鍵相聯(lián)接，特別是通過成鍵能力很強(qiáng)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(gòu)型和性質(zhì)都與共價(jià)鍵性質(zhì)密切相關(guān)，原子晶體中配位數(shù)比離子晶體少，硬度和熔點(diǎn)都比離子晶體高，一般不導(dǎo)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(jié)點(diǎn)上排列的都是中性分子。雖然分子內(nèi)部各原子是以強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合，但分子之間是以較弱的范德華力相結(jié)合的。以二氧化碳晶體為例：它呈面心結(jié)構(gòu)，CO2分子分別占據(jù)立方體的8個頂點(diǎn)和6個面的中心位置，分子內(nèi)部是以C=O共價(jià)鍵結(jié)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(zhì)點(diǎn)結(jié)合力晶體特性實(shí)例原子晶體原子共價(jià)鍵硬度大,熔、沸點(diǎn)很高,在大多數(shù)溶劑中不溶,導(dǎo)電性差金剛石，SiC離子晶體正離子離子鍵熔、沸點(diǎn)高,硬而脆，大多溶于極性溶劑中，熔融狀態(tài)和水溶液能導(dǎo)電NaCl，CaCl，ZnS負(fù)離子分子晶體極性分子分子間力(有氫鍵)熔、沸點(diǎn)低，能溶于極性溶劑中，溶于水時能導(dǎo)電HCl，HF，NH3,H2O非極性分子分子間力熔、沸點(diǎn)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(dǎo)體，有延展性，熔、沸點(diǎn)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(jià)鍵。每個C原子以3個共價(jià)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(jié)構(gòu)，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(gòu)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(dāng)于金屬中的自由電子。所以石墨能導(dǎo)熱、導(dǎo)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(yuǎn)，以分子間相互作用力相結(jié)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(jié)合力很強(qiáng)，所以石墨的熔點(diǎn)高，化學(xué)性質(zhì)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?qū)Ψ阶冃纹频某煞?，即增加了共價(jià)鍵成分，結(jié)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(shí)測為299pm，縮小了43pm。三、化學(xué)鍵鍵型和晶體晶型的關(guān)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(jià)型晶體的判別晶體實(shí)測鍵長(pm)離子半徑之和(pm)鍵型晶體實(shí)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(jià)型AgBr288309過渡型SiC189301共價(jià)型AgI299333共價(jià)型39第39頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月1)熔沸點(diǎn)：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(jià)化合物，它們的熔點(diǎn)依次為801℃，714℃，192℃。(二)離子極化對化合物理化性質(zhì)的影響離子化合物有較高的熔、沸點(diǎn)，而共價(jià)化合物熔、沸點(diǎn)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(qiáng)，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(jià)性依次增加，故溶解度依次降低。又如：NaCl與CuCl，Na+為2，8構(gòu)型；Cu+為2，8,18構(gòu)型。Cu+顯然易被極化，因此CuCl間共價(jià)成分增大，在水中溶解度遠(yuǎn)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(fù)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(qiáng)的極化作用有關(guān)。影響無機(jī)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(jié)化學(xué)鍵：分子內(nèi)部直接相鄰的原子或離子間的強(qiáng)相互作用力?；瘜W(xué)鍵可分成離子鍵、共價(jià)鍵和金屬鍵。本章重點(diǎn)：共價(jià)鍵一、離子鍵離子鍵：兩原子間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，形成正、負(fù)離子，通過離子間的靜電作用而形成的化學(xué)鍵。形成離子鍵的條件和離子鍵的特征

兩成鍵原子的電負(fù)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(fù)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(fù)電荷間永遠(yuǎn)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(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)及298K溫度將1mol離子晶體轉(zhuǎn)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(jì)算晶格能：

離子的電子構(gòu)型

離子鍵的強(qiáng)弱取決于組成它的離子，而后者的性質(zhì)與離子的三要素即離子的電荷、半徑及電子構(gòu)型有關(guān)。

離子的電子構(gòu)型就是指離子的電子層結(jié)構(gòu)。離子的內(nèi)層電子是充滿的。可按照離子外層電子層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)將離子的電子構(gòu)型分成5種類型：2電子構(gòu)型(s2)；8電子構(gòu)型(s2p6)；18電子構(gòu)型(s2p6d10)；18+2電子構(gòu)型(s2p6d10s2)；不規(guī)則構(gòu)型(s2p6d1~9)。44第44頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月二、共價(jià)鍵

共價(jià)鍵：原子間通過共價(jià)電子對結(jié)合的化學(xué)鍵。近代共價(jià)鍵理論分為價(jià)鍵理論和分子軌道理論兩部分。價(jià)鍵理論

價(jià)鍵理論認(rèn)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(jià)鍵的形成條件：

(1)自旋相反的未成對電子可配對形成共價(jià)鍵。(2)成鍵電子的原子軌道盡可能達(dá)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(jià)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(jià)鍵的特征：

(1)共價(jià)鍵的飽和性：即兩原子間形成共價(jià)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(jià)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(jià)鍵的方向性：為滿足最大重疊原理，兩原子間形成共價(jià)鍵時，兩原子軌道要沿著一定方向重疊，因此，形成的共價(jià)鍵有一定方向性。

共價(jià)鍵的類型

(1)鍵：兩原子軌道沿鍵軸方向進(jìn)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(cè)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(diǎn)：

(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(gòu)型實(shí)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(jià)層電子對互斥理論

應(yīng)用該理論可預(yù)測一些非過渡元素，ABm型簡單分子或離子的空間構(gòu)型。

理論要點(diǎn)：(1)價(jià)層電子對盡可能遠(yuǎn)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(jià)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(gòu)型。價(jià)層電子對數(shù)23456空間構(gòu)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(jià)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(jì)算價(jià)層電子對數(shù)和孤對電子對數(shù)的方法：價(jià)層電子對數(shù)＝1/2(A原子的價(jià)層電子數(shù)＋B原子提供的形成共價(jià)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(jià)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(rèn)為分子中的電子是在整個分子范圍內(nèi)運(yùn)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(yùn)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(diǎn)：

(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(jìn)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(jìn)入分子軌道則形成

鍵。

(2)分子軌道：原子軌道在鍵軸兩側(cè)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(jìn)入成鍵分子軌道則形成鍵。電子進(jìn)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<

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2pz*<

2px*按照電子填充規(guī)則電子進(jìn)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(yīng)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(jié)構(gòu)相似，它們兩者是等電子體，等電子體的分子具有相似的結(jié)構(gòu)。若兩元素的核電荷數(shù)相差較遠(yuǎn)，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(jìn)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(zhì)在外磁場中表現(xiàn)不同，可將物質(zhì)分成抗磁性物質(zhì)核順磁性物質(zhì)兩類。種類結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(chǎn)生誘導(dǎo)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(fù)電荷中心重合，不產(chǎn)生偶極，稱為極性分子。若分子的正負(fù)電荷中心不重合，分子中有“+”極和“-”極，這樣分子產(chǎn)生了偶極，稱為極性分子。分子的極性既決定于共價(jià)鍵的極性也決定于分子的空間構(gòu)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(jià)鍵非極性分子極性共價(jià)鍵極性分子極性共價(jià)鍵正負(fù)電荷中心重合非極性分子極性共價(jià)鍵正負(fù)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(xué)鍵外的基團(tuán)間、分子間相互作用力的總稱。范德華力

是共價(jià)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(fù)兩極互相吸引而產(chǎn)生，使原來雜亂無章的極性分子作定向排布。(2)誘導(dǎo)力：極性分子的永久偶極可誘導(dǎo)非極性分子產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，并相互吸引，稱之為有誘導(dǎo)力。極性分子與極性分子間也存在誘導(dǎo)力。(3)色散力：分子在運(yùn)動過程中，每瞬間分子內(nèi)的帶負(fù)電部分和帶正電部分不是發(fā)生相對位移，產(chǎn)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(kuò)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(dǎo)偶極作用力。范德華力與物質(zhì)的某些性質(zhì)相關(guān)。例如，范德華力越大，共價(jià)化合物的熔、沸點(diǎn)越高；溶質(zhì)與溶劑間范德華力越大，溶質(zhì)易溶于該溶劑中。氫鍵

與電負(fù)性大、半徑小的原子(N、O、F原子)結(jié)合的H原子去吸引另一個電負(fù)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(zhì)的性質(zhì)。分子間形成氫鍵，可使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高。如果溶質(zhì)分子與溶劑分子間能形成氫鍵，將有利于溶質(zhì)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(fù)電荷中心分離的現(xiàn)象。離子在極化時具有雙重性質(zhì)：

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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，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(qiáng)，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(xué)鍵型，使離子鍵逐漸向共價(jià)鍵過渡。由于化學(xué)鍵型的變化，化合物的性質(zhì)也隨之變化。隨著共價(jià)鍵成分的增大，化合物在水中的溶解度減?。蝗?、沸點(diǎn)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(jié)構(gòu)

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(diǎn)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(diǎn)稱為非晶體。晶體結(jié)構(gòu)

組成晶體的質(zhì)點(diǎn)(分子、原子、離子)以確定位置的點(diǎn)在空間作周期性重復(fù)地有規(guī)則排列。這一套點(diǎn)的無限組合就叫做點(diǎn)陣。把這些點(diǎn)聯(lián)結(jié)在一起，空間點(diǎn)陣即稱為晶格。晶格中含有晶體結(jié)構(gòu)中一切特征的最小單位稱晶胞。晶胞為平行六面體?？捎昧骟w的3個棱之常a、b、c及棱邊的夾角、、來描述晶胞，故這六個