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2024/9/221化学键和晶体结构

2024/9/222§3.1离子键和离子晶体??离子键：由正负离子之间的静电引力而形成的化学结合力。?成键两步骤：形成正负离子和成键。?成键过程中势能变化情况（如图）一、离子键理论1、离子键的形成和特征系统的总能量决定于离子之间的相互距离R。当排斥力与吸引力达平衡时（R=R0），系统能量达到最低点，正负离子在各自平衡位置振动便形成离子键。

2024/9/223?形成离子键的条件：成键原子电负性相差较大（1.7以上）。?离子型化合物:由离子键形成的化合物。（2）离子的电子构型2、离子的性质（1）离子的电荷指由原子失去或得到电子所形成的外层电子构型?离子键特点：既无方向性也无饱和性。对简单正负离子，离子的电荷是指形成离子键时，原子得到或失去电子后所具有的电荷数。

2024/9/224（3）离子半径?依据：以r（F－）=133pm；r（O2－）=132pm为基础，核间距d=r＋＋r－，d由x射线衍射法测得，测得d后，其它离子半径可求。（1）同一周期从左至右，主族正离子的半径随电荷数增加而减小。例：MgO：d=210pm，故Mg2+离子的半径r(Mg2＋)=210pm－132pm=78pm。?正负离子半径的变化规律：离子半径示意图（2）同一主族离子半径自上而下随电子层数增加而增大。（3）同一元素的正离子半径原子半径负离子半径。（4）同一元素原子能形成几种不同电荷的正离子时，电荷数大的离子半径小于电荷数小的离子半径。

2024/9/225二、离子晶体1、晶体(crystal)的基本概念?能自发地形成规则的多面体外形；（1）晶体的共同特性?有确定的熔点（如玻璃为非晶体，无确定的熔点）；?各向异性，即在晶体的不同的方向上有不同的物理性质?均匀性，即同一块晶体的各部分的宏观性质相同；?能对x射线产生衍射效应等。?晶体的结构具有周期性。此条最重要。非晶体不具备晶体的以上特性，主要就是由于晶体结构具有周期性而非晶态物质不具有周期性所致。

2024/9/226（2）晶体的定义?晶体：凡是原子（或分子、离子）在空间按一定规律作周期性排列构成的物质。或凡原子、分子或离子按点阵结构作周期性地排列而成的物质。晶格是由晶胞在三维空间无限重复而构成。?晶格：重复出现的空间构型(lattice)?晶胞：能代表晶体一切特征的最小单位(unitcell)。按照各种晶体中晶胞参数的不同，可分为7个晶系。?非晶体又称无定形体，其内部质点排列不规则，没有一定的结晶外形。

2024/9/2272、离子晶体及其特征结构?离子晶体：由离子键化合物形成的晶体(ioncrystals)。（2）离子晶体中的正负离子按一定配位数在空间排列，因此晶体中不存在单个分子，而是一个巨大的分子?特点：（1）晶格结点上交替排列着正、负离子，依离子键结合。（3）离子晶体一般有较高的熔、沸点。离子的电荷越高，半径越小，静电引力越强，晶体的熔点、沸点也越高。（4）一般硬度较大，但延展性差，因而容易破碎。（5）熔融或其水溶液都是电的良导体，但在固态时晶格结点上的离子只能振动，因而不导电。

2024/9/228?最简单的AB型离子晶体的空间构型离子晶体中，由于负离子一般比正离子大很多，使负离子的堆积成为离子晶体的主要框架，正离子可以看成是填充在负离子堆积形成空隙中。?粒子的配位数：在晶体内一个粒子与相邻最近的其它粒子的数目。离子的堆积方式与正负离子的半径之比有一定关系。离子晶体中，正负离子的半径比（r＋/r－）不同，则正离子的配位数不同。AB型离子晶体的三种空间构型如图，其特点如表。

2024/9/2293．晶格能在标准状态下，由相互远离的气态正负离子生成1mol固态离子晶体时所释放的能量，常用U表示，单位：kJ·mol－1。(1)正负离子的电荷多，晶格能大；?意义：可用晶格能来衡量离子键的强弱，从而度量离子晶体的稳定性。晶格