化学键分子或晶体中相邻原子离子.ppt

化学键分子或晶体中相邻原子离子
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§8-1 离子键理论
1916 年德国科学家 Kossel 提出离子键理论
1-1 离子键的形成
(以 NaCl 为例)
第一步 原子得失电子形成离g 半径 。
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离子半径的变化规律
a ) 同主族从上到下，电子层增加，具有相同电荷数的离子半径增加。 Li + < Na + < K + < Rb + < Cs + F－ < Cl－ < Br－ < I－
b ) 同周期的主族元素，从左至右离子电荷数升高，最高价离子半径
减小。Na + > Mg 2 + > Al 3 + K + > Ca 2 +
过渡元素，离子半径变化规律不明显 。
c ) 同一元素，不同价态的离子，电荷高的半径小。
如 Ti 4 + < Ti 3 + ； Fe 3 + < Fe 2 + 。
d ) 负离子半径一般较大；正离子半径一般较小 。
e ) 周期表中对角线上，左上的元素和右下的元素的离子半径 相近 。
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1-4 离子晶体
(1) 离子晶体的特点
导电性
熔点、沸点较高
正负离子间的静电作用力较强
硬度高 延展性差
因离子键强度大，所以硬度高 。但受到外力冲击时，易发生位错，导致破碎 。
水溶液或熔融态导电，是通过离子的定向迁移完成的，
而不是通过电子流动导电 。
无确定的分子量
NaCl 晶体是个大分子，晶体中无单独的 NaCl 分子存在。
NaCl 是化学式，因而 可以认为是式量，不是分子量 。
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因离子键强度大，所以硬度高 。但受到外力冲击时，易发生位错，导致破碎 。
硬度高 延展性差
F
+
+
－
－
+
+
－
－
+
+
－
－
+
+
－
－
位错
+
+
－
－
+
+
－
－
+
+
－
－
+
+
－
－
受力时发生错位，使正正离子相切，负负离子相切，彼此排斥，离子键失去作用，故离子晶体无延展性 。如 CaCO3 可 用于雕刻，而不可用于锻造，即不具有延展性 。
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（2）离子晶体的类型
（a）CsCl型晶体
属简单立方晶格
（b）NaCl型晶体
属立方面心晶格
（c）立方ZnS型
属立方面心晶格
AB型离子化合物的三种晶体结构类型
（a）
（b）
（c）
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(3) 离子半径比与配位数和晶体构型的关系
+
－
－
－
+
+
+
+
－
r +/ r－ =
－
－
－
－
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
r +/ r－ >
r +/ r－ <
离子键的强弱用什么物理量来衡量
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1-5 晶格能
晶格能是气态的正负离子，结合成 1 mol 离子晶体时，放出的能量，用 U 表示。
Na + ( g ) + Cl－ ( g ) = NaCl ( s ) H = －U
晶格能 U 越大，则形成离子键得到离子晶体时放出的能量越多，离子键越强，离子化合物越稳定。
玻恩 －哈伯循环 ( Born － Haber Circulation )
Born 和 Haber 设计了一个热力学循环过程，从已知的热力学数据出发，计算晶格能。
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晶格能的计算：
看课本P166
就是一个盖斯定律的具体图式
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§8-2 共价键理论
路易斯理论
1916 年，美国科学家 Lewis 提出共价键理论。认为分子中的原子都有形成稀有气体电子结构的趋势，求得本身的稳定。 而达到这种结构，可以不通过电子得失形成离子和离子键来完成，而是通过共用电子对来实现。
如
＋
Cl
Cl
H
H
Lewis 的贡献，在于提出了一种不同于离子键的新的键型，
解释了 X 比较小的元素之间原子的成键