离子键及离子晶体.ppt

离子的变形性 １、离子的半径越大，变形性越强。 变形性:F- Cl- Br- I- H- H H+ 价态相同的同族元素离子，由上到下变形性增大 同种元素，变形性：正离子中性原子负离子 ２、半径相近的负离子，电荷越大，变形性越大。 如: N3- O2- F- ３、结构对称的离子团，中心原子的正电性越大，变形性越小。 如: SO42-SO32- 1.离子的极化率(α) ① 离子半径 r ： r 愈大， α愈大。 　如α：Li+Na+K+Rb+Cs+；F－Cl－Br－I－ ② 负离子极化率大于正离子的极化率。 ③ 离子电荷：正离子电荷少的极化率大。 如：α(Na+) α(Mg2+) ④ 离子电荷：负离子电荷多的极化率大。 如：α(S2－) α(Cl－) ⑤ 离子的电子层构型:(18+2)e-,18e- 9－17e-8e- 如：α(Cd2+) α(Ca2+)； α(Cu+) α(Na+) r/pm 97 99 96 95 一般规律： 2.离子极化力(f ) ①离子半径 r ：r 小者，极化力大。 ②离子电荷：电荷多者，极化力大。 ③离子的外层电子构型： f ：(18+2)e-,18e- 9－17e- 8e- 当正负离子混合在一起时，着重考虑正离子的极化力，负离子的极化率，但是18e构型的正离子(Ag+, Cd2+ 等)也要考虑其变形性。 一般规律： 3.离子极化的结果 ① 键型过渡(离子键向共价键过渡) Ag+ I－ r/pm　　　　　　126+216 (= 342) R0/pm 299 如：AgF AgCl AgBr AgI 核间距缩短 离子键 共价键 化合物的溶解度降低 极化作用的结果是削弱了离子性，加强了共价性，所以物质的溶解度随极化作用的加强而降低。 如 AgF──AgCl──AgBr──AgI ───溶解度降低──→ 过渡金属的硫化物，大部分是难溶性的就是由于相互极化作用的结果。 ③ 性质改变 导致化合物颜色的加深 如 AgF──AgCl──AgBr──AgI ───────────→ 无色 白色 浅黄 黄色 PbCl2(白色) PbI2 (黄色) PbS(黑色) CuF CuCl CuBr CuI 红色 白色 白色 白色 CuF2 CuCl2 CuBr2 CuI2 无色 黄棕 棕黑 不存在 由于I-有还原性，Cu2+有氧化性，所以不存在CuI2 则：U =689.1kJ·mol-1 =89.2kJ·mol-1 =418.8kJ·mol-1 =15.5kJ·mol-1 =96.5kJ·mol-1 =-324.7kJ·mol-1 =-689.1kJ·mol-1 =295.3kJ·mol-1 上述数据代入上式求得： + + + + + = 离子电荷数大,离子半径小的离子晶体点阵能大,相应表现为熔点高、硬度大等性能。 点阵能对离子晶体物理性质的影响： 影响点阵能的因素： ① 离子的电荷(晶体类型相同时) ② 离子的半径(晶体类型相同时) ③ 晶体的结构类型 ④ 离子电子层结构类型 Z↑，U↑ 例：U(NaCl)U(MgO) R↑，U↓ 例：U(MgO)U(CaO) 晶体中离子半径 r+ r- d- 正负离子的离子半径和核间距的关系 在离子晶体中，正负离子的核间距等于正负离子的半径之和： d＝r+ + r- d可以通过晶体的X射线分析实验而测得，并以F-的半径（＝133pm）或O2-（＝132pm）为标准，计算其他离子的半径。 同一元素中： 正离子的半径中性原子半径负离子的半径 因为离子之间存在着极化作用，外围的电子云发生变形，离子 并不是正、负电荷中心重合的球形对称的粒子，而且离子键也 包含有不同程度的共价成分，晶体中的离子间也会有电子云的重叠， 所以不能明确的说正、负离子的范围在哪里。 实验证明晶体中离子之间有确定的平衡距离，而且在典型的离子晶 体中离子极化和共价键成分并不是重要因素时，如果把离子近似地 看作是球形对称的粒子，设想正、负离子都有一定的范围，从而半 经验地求出这个范围的尺度，