厦门大学：《无机化学与化学分析》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 化学键与分子结构 §2 - 1 离子键理论 §2 - 2 化学键的键参数及分子的性质 §2-3 价键理论

第二章化学键与分子结构 结构化学基础周公度编著 北京大学出版社,1991 结构化学基础第二版邓存,刘怡春绵 高教出版社,1997 物质结构 第二版徐光宪王祥云 高教出版社,1987

第二章 化学键与分子结构 结构化学基础 周公度编著 北京大学出版社, 1991 结构化学基础 第二版 邓存, 刘怡春编 高教出版社,1997 物质结构 第二版 徐光宪, 王祥云 高教出版社, 1987

离子键「离子键的形成和特征 理论 离子的特征 离子晶体和晶格能 价键理论的基本要点和应用 本分类|杂化轨道理论的基本要点和应用 章 价 价层电子对互斥理论的基本要点和应用 的子!键|分子轨道理论的基本要点和应用 结论 键级和键能 键参数键长和键角 提构 键的极性和分子的极性 分子间|范德华力 作用力离子极化 氢键

本 章 内 容 提 要 分 子 结 构 离子键的形成和特征 离子的特征 离子晶体和晶格能 价键理论的基本要点和应用 杂化轨道理论的基本要点和应用 价层电子对互斥理论的基本要点和应用 分子轨道理论的基本要点和应用 键级和键能 键长和键角 键的极性和分子的极性 范德华力 离子极化 氢键 离子键 理论 分子间 作用力 键参数 共 价 键 理 论

本章重点与难点 离子键的形成、特征,离子的特征,晶格能 2共价键的形成、特征、类型。 3杂化轨道理论的基本要点,用该理论解释分 子的空间构型。 4应用价层电子对互斥理论说明分子的空间构 型

本章重点与难点 1 离子键的形成、特征，离子的特征，晶格能 2 共价键的形成、特征、类型。 3 杂化轨道理论的基本要点，用该理论解释分 子的空间构型。 4 应用价层电子对互斥理论说明分子的空间构 型

5分子轨道的基本要点,用该理论说明第二 周期同核双原子分子和少数异核双原子分子 的形成。 6键参数和分子的极性。 7分子间作用力和氢键。 8分子结构与物质的物理、化学性质的关系

5 分子轨道的基本要点，用该理论说明第二 周期同核双原子分子和少数异核双原子分子 的形成。 6 键参数和分子的极性。 7 分子间作用力和氢键。 8 分子结构与物质的物理、化学性质的关系

§2-1离子键理论 电负性较大的活泼非金属原子和电负性较小的活泼金属 原子相遇,得、失电子后形成的负、正离子通过静电作 用而形成的化学键称为离子键 Slice through a Nacl crystal Cl CI a Na+) Na+ Na Cl Cl- Cl- a Cl: Na*+: CI Na+ Na+ a a C1- Cl NaH a a Na+ Na+ Na a a

§2 - 1 离子键理论 电负性较大的活泼非金属原子和电负性较小的活泼金属 原子相遇，得、失电子后形成的负、正离子通过静电作 用而形成的化学键称为离子键

离子键的特点 1.离子键的本质是库仑静电作用力 F=g/R q、q为离子所带电荷,R为离子核间距 离子键强度是用晶格能来描述的。 2.离子键的特点:既无方向性,也无饱和性。 离子化合物是由正负离子通过离子键相互 交替连结而成的晶体结构。 3.离子键的离子性与元素的电负性差有关 两元素的电负性差Δx判断键的性质

一、离子键的特点 1. 离子键的本质是库仑静电作用力 F = q + q - /R2 q + 、q - 为离子所带电荷, R为离子核间距。 离子键强度是用晶格能来描述的。 2. 离子键的特点：既无方向性，也无饱和性。 离子化合物是由正负离子通过离子键相互 交替连结而成的晶体结构。 3. 离子键的离子性与元素的电负性差有关。 两元素的电负性差 x判断键的性质

二、离子键的强度 1.晶格能U:lmo离子晶体解离成自由气态离子 时所吸收的能量。 U=-Vro= INAZ, Z e(1-1/n)/4g Coro oc Z,Z/ro N、A为常数,n与电子构型有关,ZZ为正 负离子电荷数

1. 晶格能U: 1mol离子晶体解离成自由气态离子 时所吸收的能量。 U = -Vr0 = [NAZ+Z￾e 2 (1-1/n)]/4 0 r0  Z+Z- /r0 N、A为常数，n与电子构型有关，Z+Z-为正 负离子电荷数。 二、离子键的强度

2.晶格能的应用 a.可以比较离子键的强度和晶体的稳定性。 昰格能越大,昰体的熔点越高,硬度越大 热膨胀系数越小。压缩系数越小。 b.由于离子化合物中存在一定的共价成分,实 验晶格能往往比理论计算值大,实验值比i计 算值大的越多,说明化合物中存在更多的共 价成分 练习:根据晶格能的定义解释p43表21中 化合物的熔点变化趋势

2. 晶格能的应用： a. 可以比较离子键的强度和晶体的稳定性。 晶格能越大，晶体的熔点越高，硬度越大， 热膨胀系数越小。压缩系数越小。 b. 由于离子化合物中存在一定的共价成分，实 验晶格能往往比理论计算值大，实验值比计 算值大的越多，说明化合物中存在更多的共 价成分。 练习：根据晶格能的定义解释p43表2.1中 化合物的熔点变化趋势

三、决定离子化合物性质的主要因素 1.离子的电荷:原子在形成离子化合物过程 中,失去或得到的电子数。 2.离子的电子构型 简单负离子一般最外层具有稳定的8电子构 型。 正离子:2电子构型L计Be2 8电子构型Na+K+Ca2 18电子构型Cu+、Ag+、Zn2、Cd2+、Hg2 18+2电子构型Pb2+、Sn2+、Bi3 9-17电子构型Fe2+、Fe3、Cr3、Mn2+

2. 离子的电子构型 简单负离子一般最外层具有稳定的8电子构 型。 正离子：2电子构型Li+ Be2+ 8电子构型 Na+ K+ Ca2+ 18电子构型 Cu+ 、 Ag+ 、 Zn2+ 、 Cd2+ 、 Hg2+ 18+2电子构型 Pb2+ 、 Sn2+ 、 Bi3+ 9-17电子构型Fe 2+ 、Fe3+ 、 Cr3+ 、 Mn2+ 三、决定离子化合物性质的主要因素： 1. 离子的电荷：原子在形成离子化合物过程 中，失去或得到的电子数

3.离子半径 (1)离子半径:根据晶体中相邻正负离子间的核间 距(d测出的。d=r++r(有效离子半径) (2)离子半径变化规律 具有同一电子结构(等电子)的离子,离子 半径随原子序数的增加而减小 N3-- F- Na+ Mg2+ Al+ 2789101112 10 r(pm)171140136956550

(2) 离子半径变化规律： 具有同一电子结构（等电子）的离子，离子 半径随原子序数的增加而减小。 N3- O2- F- Na+ Mg2+ Al3+ Z 7 8 9 10 11 12 Ne 10 r(pm) 171 140 136 95 65 50 3. 离子半径： (1) 离子半径：根据晶体中相邻正负离子间的核间 距(d)测出的。d = r+ + r- （有效离子半径）