成都理工大学：《现代化学基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 分子结构和晶体结构

第二章 分子结构和晶体结构

1 第二章 分子结构和晶体结构

物质由分子组成,而分子则由原子组成。物质的化学 性质主要由分子的性质由分子的性质决定,而分子的性 质则由分子的结构所决定。 原子为什么会结合成为分子? 今原子怎样结合成为分子? 化学键的本质 分子的几何构型, 空间构象等

2 物质由分子组成，而分子则由原子组成。物质的化学 性质主要由分子的性质由分子的性质决定，而分子的性 质则由分子的结构所决定。 ❖ 原子为什么会结合成为分子？ ❖ 原子怎样结合成为分子？ 化学键的本质 分子的几何构型， 空间构象等

原子之间存在着强烈,相吸的相互作用,形成了化学键。 由于原子键作用力的不同,化学键大致分类为化学键分类为 离子键 价键理论(VB) 共价键 化学键 分子轨道理论(MO 金属键 配位键配位场理论

3 原子之间存在着强烈，相吸的相互作用，形成了化学键。 由于原子键作用力的不同，化学键大致分类为化学键分类为: 化学键 离子键 共价键 金属键 价键理论(VB) 分子轨道理论(MO) 配位键 配位场理论

晶态物质 固态物质 无定形态物质 晶体是由原子或分子在空间按一定规律周期地重 复排列构成的物质。 今离子晶体 原子晶体 晶体的基本类型 分子晶体 金属晶体

4 固态物质 晶态物质 无定形态物质 晶体是由原子或分子在空间按一定规律周期地重 复排列构成的物质。 晶体的基本类型 ❖ 离子晶体 ❖ 原子晶体 ❖ 分子晶体 ❖ 金属晶体

晶体的基本概念 组成晶体的质点(离子、原子、分子等)是有规律 地、周期性的排列在空间的一定点上,这些点重复 出现的空间构型称为晶格(或点阵)。 晶体的基本概念 在晶格中含有晶 体结构的最小重 ()空间点阵 (b)格子 复单位称为晶胞。 空间点阵和空间格子 晶格

5 晶体的基本概念 晶 格 组成晶体的质点（离子、原子、 分子等）是有规律 地、 周期性的排列在空间的一定点上，这些点重复 出现的空间构型称为晶格（或点阵）。 晶体的基本概念 在晶格中含有晶 体结构的最小重 复单位称为晶胞

§2.1离子键和离子晶体 211离子键 正离子 金属元素 负离子 非金属元素 正负离子间由静电力作用结合在一起,这种化学键 称为离子键

6 §2.1 离子键和离子晶体 2.1.1 离子键 正离子 金属元素 负离子 非金属元素 正负离子间由静电力作用结合在一起，这种化学键 称为离子键

K(19)1s22p63s23p4s KCI CI( 17)1s22s22p63823p nK(4s)→nK(33)+ne Cl3s23p5+ne>nCr(3s23p) nK++nC1→nKCl 离子键的特点 口离子键的本质是静电引力 R 口离子键没有方向性。 口离子键没有饱和性。 口离子键是强的极性键

7 KCl K（19） 1s22s22p63s23p64s1 Cl（17） 1s22s22p63s23p5 ( ) ( ) ( ) ( ) K Cl KCl Cl 3 3 Cl 3 3 K 4 K 3 3 2 5 2 6 1 2 6 n n n n s p ne n s p n s n s d ne + → + → → + + − − − + − 离子键的特点： ❑ 离子键的本质是静电引力。 ❑ 离子键没有方向性。 ❑ 离子键没有饱和性。 ❑ 离子键是强的极性键。 2 R q q f + −  =

212离子的性质 1.离子的电荷 2.离子的电子层构型 2电子构型:Li(1s2) 8电子构型:Na+(s2s2p) 18电子构型:Cu+(3s23p3d10) 18+2电子构型:pb(5s25p5d16s2) 9-17电子构型:Fe3(3s23p3d5)

8 2.1.2 离子的性质 1. 离子的电荷 2. 离子的电子层构型 2电子构型: Li+ (1s2 ) 8电子构型: Na+ (1s22s22p6 ) 18电子构型: Cu+ (3s23p63d10) 18+2电子构型: pb+ (5s25p65d106s2 ) 9~17电子构型: Fe3+(3s23p63d5）

3.离子半径 1926年戈尔德施米特( Goldschmidt) 12 F离子半径(F)=133pm O2离子半径r(O2)=132pm 确定了80多种离子的半径值,称为哥希密特 离子半径 d =r,+r 正,负离子半径与核间距的关系示意图 r(Li*)r(Mg2)>rA)>r(sit) 4+ 3+ 负离子的半径较大,约130~250pm,正离子 半径较小,约10~170pm

9 3. 离子半径 d=r1+r2 r2 r1 正，负离子半径与核间距的关系示意图 1926年戈尔德施米特（Goldschmidt） F-离子半径r(F-)=133pm O2-离子半径r(O2- )=132pm 确定了80多种离子的半径值，称为哥希密特 离子半径 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) + + + + + r Li  r Na  r K  r Rb  r Cs ( ) ( ) ( ) ( ) + + + +    2 3 4 r Na r Mg r Al r Si ( ) ( ) + +  4 3 r Ti r Ti 负离子的半径较大，约130～250pm ，正离子 半径较小，约10～170pm

213离子晶体 离子晶体及其简单类型 离子晶体是由正负离子结合在一起形成的。 Csl的结构属于简单立方格子 结构基元:Cs++CI Cs+离子的配位数L=8 Cs+离子和C离子的配位比8:8 CI作简单立方堆积, Cs+填入立方体空隙中 CsCl型结构

10 2.1.3 离子晶体 离子晶体及其简单类型 离子晶体是由正负离子结合在一起形成的。 CsCl的结构属于简单立方格子 结构基元：Cs＋ ＋Cl－ Cs＋离子的配位数L＝8 Cs＋离子和Cl－离子的配位比8 : 8 Cl－作简单立方堆积， Cs＋填入立方体空隙中 Cl C - l - Cl - Cl -