哈尔滨医科大学：《基础化学》课程教学课件（PPT讲稿）第9章 分子结构（主讲：徐春祥）

第六节 第五节 第四节 第三节 第二节 第一节 第九章 分子作用力和氢键 分子轨道理论简介 价层电子对互斤理论 轨道杂化理论 共价键的价键理论 离子键 分子结构

第一节离子键 第二节共价键的价键理论 第三节轨道杂化理论 第四节价层电子对互斥理论 第五节分子轨道理论简介 第六节分子作用力和氢键 第九章分子结构

第一节离子键 一、离子键理论的基本要点 二、晶格能 三、影响离子型化合物性质的主要因素

第一节 离 子 键 一、离子键理论的基本要点 二、晶格能 三、影响离子型化合物性质的主要因素

一、离子键理论的基本要点 当电负性较小的活泼金属元素的原子与电负性 较大的活泼非金属元素的原子在一定条件下相互接 近时，它们都有达到稳定的稀有气体结构的倾向， 活泼金属原子失去最外层电子，形成具有稳定电子 层结构的带正电荷的阳离子：而活泼非金属原子得 到电子，形成具有稳定电子层结构的带负电荷的阴 离子。阴、阳离子之间由于静电引力相互吸引，当 它们充分接近时，原子核之间及电子之间的排斥作 用增大，当阴、阳离子之间吸引作用和排斥作用达 到平时，系统的能量降到最低，阴、阳离子间形 成稳定的化学键。这种通过阴、阳离子间的静电作 用而形成的化学键称为离子键

一、离子键理论的基本要点 当电负性较小的活泼金属元素的原子与电负性 较大的活泼非金属元素的原子在一定条件下相互接 近时，它们都有达到稳定的稀有气体结构的倾向， 活泼金属原子失去最外层电子，形成具有稳定电子 层结构的带正电荷的阳离子；而活泼非金属原子得 到电子，形成具有稳定电子层结构的带负电荷的阴 离子。阴、阳离子之间由于静电引力相互吸引，当 它们充分接近时，原子核之间及电子之间的排斥作 用增大，当阴、阳离子之间吸引作用和排斥作用达 到平衡时，系统的能量降到最低，阴、阳离子间形 成稳定的化学键。这种通过阴、阳离子间的静电作 用而形成的化学键称为离子键

离子键主要特征是没有方向性和饱和性。 由于离子的电荷分布是球形对称的，它在空间 各个方向与带相反电荷的离子的静电作用是相 同的，并不存在某一方向吸引力更大的问题， 因此离子键没有方向性。只要空间条件允许， 每一个离子可以吸引尽可能多的带相反电荷的 离子，并不受离子本身所带电荷的限制，因此 离子键也没有饱和性。当然，这并不意味着一 个阴、阳离子周围排列的带相反电荷离子的数 目可以是任意的。实际上，在离子晶体中，每 一个阴、阳离子中周围排列的带相反电荷离子 的数目都是固定的

由于离子的电荷分布是球形对称的，它在空间 各个方向与带相反电荷的离子的静电作用是相 同的，并不存在某一方向吸引力更大的问题， 因此离子键没有方向性。只要空间条件允许， 每一个离子可以吸引尽可能多的带相反电荷的 离子，并不受离子本身所带电荷的限制，因此 离子键也没有饱和性。当然，这并不意味着一 个阴、阳离子周围排列的带相反电荷离子的数 目可以是任意的。实际上，在离子晶体中，每 一个阴、阳离子中周围排列的带相反电荷离子 的数目都是固定的。 离子键主要特征是没有方向性和饱和性

NaCl晶体示意图

NaCl 晶体示意图

二、晶格能 离子键的强度通常用晶格能来度量。在 标准状态下使单位物质的量离子晶体变为气 态阳离子和气态阴离子时所吸收的能量称为 晶格能，用符号E表示。 晶格能可利用Born-aber循环计算得 到。现以NaCl为例，可以设想反应分为以下 几个步骤进行：

二、晶格能 标准状态下使单位物质的量离子晶体变为气 态阳离子和气态阴离子时所吸收的能量称为 晶格能，用符号 表示。 晶格能可利用Born‐Haber 循环计算得 到。现以NaCl为例，可以设想反应分为以下 几个步骤进行： Ela 离子键的强度通常用晶格能来度量。在

Na(s)+ 1/2C12 △Hn(NaC) →NaCl(s) △bHa(Na)） Ea(CI2)/2 Na(g) CI(g) -Ei (NaCI) E(Na) E (CI) Na*(g) CI-(g)

Na(s) + 1/2Cl NaCl(s) 2 f m  H (NaCl) d 2 E (Cl )/2 Na(g) Cl(g) sub m  H (Na) i E (Na) ea E (Cl) + Na (g) + Cl (g) − 1a −E (NaCl)

根据Hess定律，NaCl的晶格能为： E.(NaCl)=A.H(Na)+E.(Na)+E(Cl) +Eea(Cl)-△rHa(NaCI) 晶格能是斯量离子键强度的标志。晶格能 越大，离子键强度就越大，熔化或破坏离子晶 体时消耗的能量也就越大，离子晶体的熔点越 高，硬度也越大

根据 Hess 定律，NaCl 的晶格能为： 晶格能是衡量离子键强度的标志。晶格能 越大，离子键强度就越大，熔化或破坏离子晶 体时消耗的能量也就越大，离子晶体的熔点越 高，硬度也越大。 la sub m i d 2 ea f m 1 (NaCl) (Na) (Na) (Cl ) 2 (Cl) (NaCl) E H E E E H =  + + + − 

三、影响离子型化合物性质的主要因素 由离子键形成的化合物称为离子型化合物。 离子化合物的性质在很大程度上决定于离子键的 强度，而离子键的强度又与离子的半径、离子的 电荷和电子的构型密切相关

三、影响离子型化合物性质的主要因素 离子化合物的性质在很大程度上决定于离子键的 强度，而离子键的强度又与离子的半径、离子的 电荷和电子的构型密切相关。 由离子键形成的化合物称为离子型化合物

(一) 离子半径 与原子一样，单个离子也不存在明确界面。 所谓离子半径，是根据离子晶体中阴、阳离子的 核间距测出的，并假定阴、阳离子的平核间距 为阴、阳离子的半径之和。离子半径可用X射线 衍射法测定，如果已知一个离子的半径，就可求 出另一个离子的半径。 离子半径具有如下规律： (1)同一种元素的阴离子半径大于原子半径； 而阳离子半径小于原子半径，且正电荷越多，半 径越小。例如： r(F)>r(F)r(Fe)<r(Fe2)<r(Fe)

与原子一样，单个离子也不存在明确界面。 所谓离子半径，是根据离子晶体中阴、阳离子的 核间距测出的，并假定阴、阳离子的平衡核间距 为阴、阳离子的半径之和。离子半径可用X 射线 衍射法测定，如果已知一个离子的半径，就可求 出另一个离子的半径。 离子半径具有如下规律： （1）同一种元素的阴离子半径大于原子半径 而阳离子半径小于原子半径，且正电荷越多，半 径越小。例如： (一）离子半径 3 2 r r r r r (F ) (F) (Fe ) (Fe ) (Fe) − + +    ；