bonding全解.ppt

Chapter 4 bonding The multiple-choice: 9 out of 75 The Free-questions: appear every year 本章主要学习化学键的类型及其理论和分子间作用力。 目录 1. 化学键 2. 离子键 3. 共价键理论 4. 价层电子对互斥理论（VSEPR） 5. 金属键理论 6.键参数与分子的极性及偶极矩 7. 分子间作用力和氢键 8. 晶体结构 1. 化学键 pauling L 在《 the nature of the chemical bond》中提出了用得最广泛的化学键定义：如果两个原子（或原子团）之间的作用力强得足以形成足够稳定的、可被化学家看做独立分子物种的聚集体，它们之间就存在化学键。 简单地说，化学键是指分子内部原子之间的强相互作用力。 2. 离子键理论 1. 库伦定律 2. 离子键的形成 3. 离子键的特点 4. 离子键的特征 5. 离子的电子构型 6. 离子键的强度 2.1 库仑定律 真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与他们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 K叫做静电力常量：k＝9.0×109 N.m2/c2 电荷间相互作用力叫做库仑力或静电力 2.2 离子键的形成 1. 电负性相差大的金属和非金属原子相遇时，有达到稳定结构的 倾向，容易发生电子的转移，产生正、负离子，二者通过静电吸引结合成离子化合物。这种正负离子键的静电引力成为离子键。 2. 稳定结构 对于主族元素而言，稳定结构是指具有稀有气体的电子结构；对过渡元素而言，情况复杂。 3. 离子键形成伴随能量变化 原子间发生电子转移而形成具有稳定的正、负离子时，一定会有能量放出。新体系的能量一般也是最低的。 2.3 离子键的特点 1 本质是静电引力(库伦引力） 2 离子键无方向性 离子是带电体，电荷为球形对称分布，与任何方向的电性不同的离子都可以相互吸引，所以无方向性。 2.4 离子的特征 1. 离子电荷 离子的电荷是指原子在形成离子化合物过程中失去或得到的电子数 电荷越高，静电引力越强，离子键越强，离子化合物熔沸点越高。 2. 离子半径 与原子半径相似，离子半径是无法确定的，当正负离子之间存在的静电吸引力和核外电子和电子之间以及原子核与原子核之间的 排斥力达到平衡时，正、负离子间保持一定的距离，这个距离叫核间距。结晶学上用符号d表示。 离子半径概念： 将离子晶体中的离子看成是相切的球体，正负离子的核间距d是r+和r-之和。 离子半径具有以下规律： ▼对同一主族具有相同电荷的离子而言，半径自上而下增大。 eg： Li+＜ Na+＜ K+＜ Rb+＜ Cs+ ; F-＜ Cl-＜ Br-＜ I- ▼对同一元素的正离子而言，半径随着离子电荷升高而减小。 eg： Fe3+＜ Fe2+ ▼对等电子离子而言，半径随负电荷的降低和正电荷的升高而减小。 eg： Al3+＜ Mg2+＜ Na+＜ F-＜ O2- ▼同周期主族元素，从左至右离子电荷数升高，最高价离子半径减小； eg： Al3+＜ Mg2+＜ Na+; Ca2+＜K+ ▼过渡元素，离子半径变化规律不明显 离子半径越小，离子间的引力越大，要拆开它们所需能量越大，因此，离子化合物的熔沸点越高。 2.5 离子的电子构型 电子层构型的决定因素除了原子本身的性质和电子层本身的稳定性外，还与其相作用的其他原子或分子相关。 通常，原子得到电子形成负离子时电子将填充在最外层轨道上，形成稀有气体的电子层结构；而原子失去电子形成正离子时，先失去最外层的电子。 正离子的电子层构型大致有5种： 2.6 离子键的强度 离子键的强度用晶格能来衡量，以符号U表示，单位：KJ/mol。 定义：标准状况下，拆开单位物质的量的离子晶体使其变为气态组分离子所需吸收的能量，称为离子晶体的晶格能。 晶格能越大，离子键越强，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。 用化学反应式表示时，相当于下面反应式的焓变的值。 aMz+(g)+bXz-(g) MaXb(s) U=△H 计算方法（两种） 1 理论值计算。根据离子晶体模型，考虑其中任一离子跟周围异号离子间的吸引作用，以及跟其他同号离子间的排斥力作用推导出下列近似公式计算得到的。 2.热化学实验值。设计一个热化学循环，然后根据实验测得的热化学量进行计算。 影响因素： 离子电荷越多，阴、阳离子半径越小，即离子键越强，则晶格能越大。简言之，