北京大学：《无机化学》课程PPT教学课件（生物类第二版）第十章 分子结构与晶体结构

第十章分子结构与晶体结构 序言 化学键 分子间力和氢键 1离子键 分子间力 2共价键 2氢键 (1)共价键的形成与本质四、晶体结构 (2)共价键理论要点 1晶体的特征 (3)共价键的类型 (a)σ键(b)π键(定域) 2晶格和晶胞 (c)离域π键 3晶体的基本类型 (4)杂化轨道理论 (5)分子轨道理论 五.离子的极化 、分子构型 1.离子极化概念 2影响离子极化的因素 1杂化轨道与分子空间构型 3.离子极化对物质结构性质的 2价电子对互斥理论与分子 影响 空间构型

第十章 分子结构与晶体结构 序言 一、化学键 1 离子键 2 共价键 （1）共价键的形成与本质 （2）共价键理论要点 （3）共价键的类型 (a) 键 (b) 键（定域） (c) 离域键 （4）杂化轨道理论 （5）分子轨道理论 二、分子构型 1 杂化轨道与分子空间构型 2 价电子对互斥理论与分子 空间构型 三、分子间力和氢键 1 分子间力 2 氢键 四、晶体结构 1 晶体的特征 2 晶格和晶胞 3 晶体的基本类型 五. 离子的极化 1. 离子极化概念 2. 影响离子极化的因素 3. 离子极化对物质结构性质的 影响

序言: 原子怎样结合成为分子?一化学键 离子键 分子结构 共价键 金属键 分子的形状?一分子构型 宏观物质 价电子对互斥理论 分子怎样组成物质材料?一分子间作用力 固体材料的结构? 晶体结构 无定型结构

序言： • 原子怎样结合成为分子？ － 化学键 – 离子键 – 共价键 – 金属键 • 分子的形状？ － 分子构型 –价电子对互斥理论 • 分子怎样组成物质材料？－分子间作用力 • 固体材料的结构？ －晶体结构 －无定型结构 分 子 结 构 宏 观 物 质

一、化学键( Chemical bonds) 1、离子键( lonic bonds) 离子键及其特点 离子键强度与晶格能 离子化合物的性质

1、离子键 (Ionic Bonds) • 离子键及其特点 • 离子键强度与晶格能 • 离子化合物的性质 一、化学键（Chemical Bonds）

离子键及其特点: K·+:Cl K: CI: 定义:正负离子间的静电吸引力叫做离子键。 特点:既没有方向性,也不具饱和性。 NaCl晶体

离子键及其特点： 定义：正负离子间的静电吸引力叫做离子键。 特点：既没有方向性，也不具饱和性。 · ·· ·· K· + :Cl· → K+ [:Cl:]－ ·· ·· NaCl 晶体

离子键强度与晶格能: 晶格能(U)( Lattice Enthalpies) 定义:晶格能表示相互远离的气态正离子和负离子结 合成1mo离子晶体时所释放的能量,或1mo离子晶 体解离成自由气态离子时所吸收的能量。( A measure of the attraction between ions is lattice enthalpy, the enthalpy change per mol of formula units when a solid is broken up to a gas of widely separated ions. (取其绝对值)如: Cal(g)+ 2cI(g)e Cacl2(s) △H=U=2260kJ/mol

离子键强度与晶格能： • 定义：晶格能表示相互远离的气态正离子和负离子结 合成 1 mol 离子晶体时所释放的能量，或1 mol 离子晶 体解离成自由气态离子时所吸收的能量。（A measure of the attraction between ions is lattice enthalpy, the enthalpy change per mol of formula units when a solid is broken up to a gas of widely separated ions.） （取其绝对值）如： Ca2+ (g) + 2Cl- (g) CaCl2 (s) – H = U = 2260.kJ/mol 晶格能（U） (Lattice Enthalpies) ⎯⎯⎯⎯→

离子键强度与晶格能: Born- Lande公式 U=-ve∝Z1z2/r 其中:Ⅴe为正负离子间吸引力和排斥力达平衡时,体系的 位能;Z1、Z2分别为正负离子的电荷数;r为正负离子间 距 the closer the center of charge and the greater the charges, the stronger will be the interaction Born- Haber循环计算U Born hab. mov

离子键强度与晶格能： Born-Lande 公式 U = -Ve ∝ Z1Z2 /r 其中： Ve 为正负离子间吸引力和排斥力达平衡时，体系的 位能；Z1、Z2 分别为正负离子的电荷数；r为正负离子间 距。 the closer the center of charge and the greater the charges, the stronger will be the interaction。 • Born-Haber 循环计算U

离子化合物的性质 (The Properties of lonic Compounds) 高熔点 High melting points 高沸点 High boiling points 易脆性 brittleness 溶解性 Some are soluble, some not 「例]Ca3(PO)2:骨头的主要成分 The doubly charged small Ca ions, and the triply charged Po4 ions attract one another very strongly and clamp together to form a rigid, insoluble solid. (not completely insoluble, osteoporosis,骨质疏松症)

离子化合物的性质 (The Properties of Ionic Compounds) • 高熔点 High melting points • 高沸点 High boiling points • 易脆性 Brittleness • 溶解性 Some are soluble, some not. [例] Ca3 (PO4 )2：骨头的主要成分 The doubly charged small Ca2+ ions, and the triply charged PO4 3- ions attract one another very strongly and clamp together to form a rigid, insoluble solid. (not completely insoluble, osteoporosis，骨质疏松症)

2、共价键( Covalent bonds) 1)价键理论( Valance bond theory) 共价键的本质和特点 杂化轨道 共振体(离域π键) 2)分子轨道理论( Molecular orbital theory)

2、共价键 (Covalent Bonds) 1) 价键理论（Valance bond theory) • 共价键的本质和特点 • 杂化轨道 • 共振体（离域 键） 2）分子轨道理论 (Molecular orbital theory)

Lewis结构式 为什么惰性气体稳定?ns2np八电子层结构 经典八隅体规则: (1)根据分子式或离子式计算出总的价电子数; (2)画出分子或离子的骨架结构,用单键连接原子。 H·He::N··O·:ClK g: Ne H·+:Cl· H: cl: 不足: (1)未能阐明共价键的本质和结构; (2)八隅体的例外很多; (3)不能解释某些分子的一些性质

不足： （1）未能阐明共价键的本质和结构； （2）八隅体的例外很多； （3）不能解释某些分子的一些性质。 为什么惰性气体稳定？ ns 2np 6 八电子层结构 · ·· ·· H· + :Cl· → H:Cl: ·· ·· · ·· ·· H· He: :N· ·O· :Cl· K· Mg: :Ne: · ·· ·· • • • • 经典八隅体规则： （1）根据分子式或离子式计算出总的价电子数； （2）画出分子或离子的骨架结构，用单键连接原子。 Lewis结构式

价键理论 共价键的本质是由于原子相互接近时轨道重 叠(即波函数叠加),原子间通过共用自旋 相反的电子对使能量降低而成键 Atomic orbitals a-bond 共价键的主要特点是具有饱和性和方向性

共价键的主要特点是具有饱和性和方向性。 共价键的本质是由于原子相互接近时轨道重 叠（即波函数叠加），原子间通过共用自旋 相反的电子对使能量降低而成键。 价键理论