物质结构4.PPT

* 1.离子键及典型离子化合物 离子键没有方向性和饱和性，它向空间各方向发展，形成离子键。 离子键中正负离子采取密堆积方式，正负离子可看成不等径圆球，正负离子各与尽可能多的异号离子接触，使体积能量尽可能的低。 离子晶体的结构多样而复杂，但复杂离子晶体的结构一般都是典型的简单结构型式的变形。 离子晶体结构下表： （4个） 立方F 立方 立方 B A （4个） 立方F 立方 （2个） 六方 六方 六方 （1个） 立方P 立方 点群 分数坐标 配位比 结构基元 点阵 晶 系 晶体 构型 几种 型及 型晶体构型 几种 型及 型晶体构型 B A 立方F 立方 四方P 四方 金红石 点群 分数坐标 配位比 结构基元 点阵 晶 系 晶体 构型 （4个） 2个 （1个） 晶胞 型 型 立方 型 六方 型 2.离子键理论 点阵能就是晶格能，是用来衡量离子晶体中离子键的强度的。 （1）点阵能 点阵能越大，离子键强度越强，晶体越稳定 如： （气） （气） （晶） 即为 晶体的晶格能 2.离子键理论 （1）点阵能 （晶体） （气） （气） 对 型离子晶 体: 由库仑定律可知: 2.离子键理论 （1）点阵能 （气） （气） （晶体） 对于 型晶体: 2.离子键理论 （2）离子的极化和键型变异 实际晶体中，单纯的离子键很少。而多数晶体往往是几种键型兼而有之，因此会产生离子极化和键型的变异， 离子极化 晶体化学定律 键型变异现象 离子极化 离子所带电荷越多，其作用力也越大；一般与 成正比。 含 电子的离子，比一般离子的极化力强。 离子在外电场作用下，产生诱导极矩 ， 。 叫诱导极化率（即离子在单位电场强度的电场作用下 产生的诱导偶极矩）它的大小，是离子可极化的量度。 同价离子的半径越大，和与此相联系的负离子价数 越高，正离子价数越低，极化率和可极化性越大。 键型变异现象 键型变异现象：极化力强和变形性大的离子之间，特别 是含 电子的正离子（如： ），与极化率大 的负离子（如： ）之间，产生较大的相互极 化， 导致离子键向共价键过渡，这种现象称为键型变异现象。 使得键能和点阵能增大， 使键长也相应地比离子键长 的理论值逐渐缩短。 产生配位数降低的效应 晶体化学定律 哥希密特晶体化学定律： 晶体的结构型式，取决与其结构基元（原子、离子、原子团）的数量关系、离子的大小关系和极化作用的性质。 影响结构型式的三个主要因素 晶体的化学组成类型 结构基元的相对大小 结构基元的极化作用 类质同晶现象 同质多晶现象 类质同晶现象 指化学式相似的物质，具有相似的晶体外形。具有同 晶现象的各物质叫做同晶体。 具有相同的结构类型，从而有相似的晶体外形 产生原因 具有相同的化学组成（或化学式）类型 相应离子的半径相近或离子半径比相近 同质多晶现象 同一种化学组成的物质，可以形成多种晶体结构类型的变体。 主要原因 同一物质在不同温度等条件下，产生的同质多晶变体 化学组成类型和离子 半径比一定，决定了正、负离子有一定的配位数。在此前提下，负离子可以有不同的密堆积方式，从而有不同的晶体结构类型。 2.离子键理论 （3）离子半径 离子半径是指离子在晶体中的“接触”半径，即离子键 的键长是相邻正、负离子的半径和。 但离子并非刚性球，同一离子在不同晶体形型式中表现 “接触”半径也有不同。一般所说的离子半径，是以 型离子晶体为标准的数值。具体情况见下表： 一些 型晶体的点阵常数 5.68 5.21 5.19 4.80 4.44 4.21 晶体 c c a或b a b a c 负离子 正离子 2.离子键理论 3.复杂离子化合物及其结构简介 （1）离子配位多面体和泡令规则 第一规则：在每个正离子的周围，形成了负离子的配位多面体，正、负离子的距离取决于半径之和，正离子的配位数取决于半径比。 第二规则——静电规则：在稳定的离子结构中，每个负 离子的电价数，等于或近乎等于这个负离子与其邻近正离子 之间各静电强度的总和。即公用同一顶点的配位多面体的数 目。 第三规则：在一个配位结构中，公用棱边，特别是公用 平面，会使结构的稳定性降低；正离子的