分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)第一頁，共二十二頁，2022年，8月28日二、類型：離子鍵共價(jià)鍵（配位鍵）金屬鍵三、鍵參數(shù)：表征化學(xué)鍵性質(zhì)的物理量。1、鍵能：概念：破壞1mol氣態(tài)化學(xué)鍵（化學(xué)式表示）變成氣態(tài)原子或原子團(tuán)所需要的能量。若破壞的化學(xué)鍵多于一個(gè)時(shí)，則取其平均值。鍵能越大，破壞鍵所需能量越大，鍵越強(qiáng)。2、鍵長(zhǎng)：概念：分子間兩原子核間的平衡距離。一般情況下，鍵長(zhǎng)越短，鍵強(qiáng)度越大。鍵越牢固。3、鍵角：指鍵之間的夾角概念：表征化學(xué)鍵方向性、分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)。4、鍵矩：表征原子間鍵的正負(fù)電荷重心不重合的程度。鍵矩為零正負(fù)電荷重心重合，為非極性鍵。鍵矩不為零，為極性鍵；鍵矩越大，鍵極性越強(qiáng)。第二頁，共二十二頁，2022年，8月28日第二節(jié)離子化合物的結(jié)構(gòu)(總結(jié)歸納)[問題]：根據(jù)希有氣體原子的電離能和電子親合能數(shù)據(jù)有何啟示？說明：原子難失去電子，也難得到電子。該電子構(gòu)型穩(wěn)定 對(duì)價(jià)電子數(shù)較少金屬原子，傾向于失去價(jià)電子變成希有氣體型的陽離子。

對(duì)非金屬，價(jià)電子數(shù)多，則傾向于獲得電子成8電子型的陰離子。提出：金屬與非金屬原子彼此發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，形成的相互作用，稱為離子鍵。第三頁，共二十二頁，2022年，8月28日一、離子鍵及離子化合物：1、定義：由異電荷靠靜電作用產(chǎn)生的化學(xué)結(jié)合力，稱為離子鍵。離子型化合物：由離子鍵組成的化合物。2、形成條件：通常以電負(fù)性差大于1.7作為是否為離子鍵的參考依據(jù)3、本質(zhì)：靜電作用。4、特征：

①無方向性②無飽和性5、離子結(jié)構(gòu)類型：

2e、8e、18e、18+2e、不飽和型第四頁，共二十二頁，2022年，8月28日二、離子晶體及其特性：1、晶體：微觀粒子（分子、原子、離子）在空間規(guī)則排列形成的宏觀聚集體。2、晶格結(jié)點(diǎn)：微粒所處的位置。3、晶胞：重復(fù)排列的具有代表性的最小單元。4、AB型晶體構(gòu)型：CsCl型NaCl型ZnS型（了解）晶格類型體心立方面心立方面心立方配位數(shù)8645、離子晶體特性：具有較高的熔沸點(diǎn)和硬度；脆性，機(jī)械加工性能差；導(dǎo)電性：熔融或水溶液導(dǎo)電，但固體不導(dǎo)電。第五頁，共二十二頁，2022年，8月28日三、晶格能1、定義：破壞1mol晶體（化學(xué)式），形成無限遠(yuǎn)離的氣態(tài)離子的能量變化2、分析：離子晶體形成過程中的能量變化3、表明：離子晶體能穩(wěn)定存在，關(guān)鍵在于陰陽離子間強(qiáng)烈的結(jié)合力，僅用電子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定說明其形成是不完善的。4、影響因素：離子的電荷、半徑5、應(yīng)用：

NaX物理性質(zhì)變化規(guī)律第六頁，共二十二頁，2022年，8月28日第三節(jié)共價(jià)化合物的結(jié)構(gòu)[問題]如何說明H2、HCl等眾多物質(zhì)的形成及性質(zhì)。 離子鍵理論不能圓滿解釋。 提出了原子間可通過共用電子對(duì)形成分子的觀點(diǎn)，即共價(jià)鍵。共價(jià)鍵：原子間通過共用電子對(duì)形成的化學(xué)鍵。[問題]：共用電子為什么能形成？形成條件是什么？ 本質(zhì)是什么？隨著量子力學(xué)的建立，近代原子結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展，先后建立了兩大共價(jià)鍵理論：VB法和M0法。一、VB法：立論點(diǎn)：電子配對(duì)和原子軌道最大重疊。第七頁，共二十二頁，2022年，8月28日1、要點(diǎn)：①電子配對(duì)原理： 原子間共價(jià)鍵結(jié)合是以相互自旋反向的未成對(duì)電子彼此配對(duì)為前提，符合不相容原理 即成單電子且自旋相反，倆倆偶合成“電子對(duì)”形成共價(jià)鍵。推論：兩原子各有一個(gè)成單電子且自旋反向，則形成一個(gè)穩(wěn)定共價(jià)單鍵；若有多個(gè)成單電子且自旋反向，則形成復(fù)鍵。

若A原子有兩個(gè)成單電子，B原子有一個(gè)成單電子，滿足自旋反向則形成AB2型分子。②原子軌道最大重疊原理： 兩配對(duì)電子的原子軌道，力圖最大程度的重疊才能最大限度的使核間的電子云密集，能量處于最低狀態(tài)，形成共價(jià)鍵。第八頁，共二十二頁，2022年，8月28日2、共價(jià)鍵的本質(zhì)和形成條件：①本質(zhì)：仍是電性的。②形成條件：Ⅰ.成單電子自旋相反；Ⅱ.原子軌道最大重疊。同時(shí)滿足，方能成鍵。3、共價(jià)鍵的特征：①飽和性：由于每個(gè)原子提供的軌道和成單電子數(shù)目是一定的，所以每年原子的成鍵總數(shù)或以單鍵聯(lián)接的原子數(shù)目是一定的。②方向性：原子軌道除S外，在空間都有一定的取向，所以只有沿著一定的方向才能發(fā)生最大重疊。4、共價(jià)鍵的類型：σ鍵：沿鍵軸方向，“頭碰頭”方式重疊。π鍵：軌道對(duì)稱軸相互平行，“肩并肩”重疊。重疊程度：σ鍵大于π鍵第九頁，共二十二頁，2022年，8月28日5、VB法補(bǔ)充①激發(fā)成鍵觀點(diǎn)：例②配位鍵：原子間共用電子對(duì)是由一個(gè)原子提供形成的化學(xué)鍵。[問題]：水分子的空間構(gòu)型如何解釋？二、雜化軌道理論立論：原子軌道在成鍵時(shí)，為增強(qiáng)其成鍵能力，幾個(gè)原子軌道可混雜重新組成幾個(gè)新的原子軌道。(一)要點(diǎn)：1.原子形成分子時(shí)存在價(jià)層內(nèi)電子的激發(fā)，軌道雜化過程。①雜化：原子相互影響，若干不同類型能量相近的原子軌道“混合”，重新組合成一組新的軌道的過程。②雜化軌道：雜化后形成的新軌道。③雜化軌道數(shù)目：與參與組合的原子軌道數(shù)目相同。第十頁，共二十二頁，2022年，8月28日2.等性、不等性雜化 等性雜化：每個(gè)雜化軌道完全等同 不等性雜化：每個(gè)雜化軌道不完全等同，即雜化軌道中有不參與成鍵的孤電子對(duì)。3.滿足軌道最大重疊原理4.滿足化學(xué)鍵之間最小排斥原理(二)雜化類型與分子空間構(gòu)型：

SPSP2SP3dSP2dSP3(SP3d)d2SP3(SP3d2)

直線三角型四面體四邊形三角雙錐八面體離域鍵——大π鍵形成條件：“肩并肩”重疊方式，共用電子數(shù)小于共用電子原子數(shù)的兩倍。(三)應(yīng)用:(四)雜化理論的局限性及應(yīng)用注意雜化類型的確定，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（鍵參數(shù)）、對(duì)中心原子結(jié)構(gòu)分析，要靈活掌握。第十一頁，共二十二頁，2022年，8月28日三、分子的某些性質(zhì)1、極性——分子偶極表征分子中正、負(fù)電荷中心不重合的程度(偶極矩)

分子極性與鍵的極性關(guān)系非極性鍵：——非極性分子極性鍵：結(jié)構(gòu)對(duì)稱——非極性分子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱——極性分子2、分子磁性：表征分子在磁場(chǎng)中行為順磁：物質(zhì)在磁場(chǎng)中因電子自旋產(chǎn)生對(duì)著外磁場(chǎng)方向的磁矩抗磁：兩電子自旋相反配對(duì)，兩個(gè)小磁場(chǎng)方向相反而抵消故主要與物質(zhì)內(nèi)部的成單電子結(jié)構(gòu)有關(guān)，通過磁性數(shù)據(jù)，可得到成單電子數(shù)信息。第十二頁，共二十二頁，2022年，8月28日

用VB法對(duì)O2、H2+形成和性質(zhì)無法圓滿解釋。四、分子軌道理論立論：原子軌道重新“組合”要點(diǎn)：1.能量相近、對(duì)稱性匹配的不同原子的原子軌道可以“組合”成數(shù)目相等的分子軌道，能級(jí)將發(fā)生變化。2.分子軌道類型成鍵分子軌道：能量低于原子軌道，有σ、π

反鍵分子軌道：能量高于原子軌道，有σ*、π*3.電子排布遵循原子結(jié)構(gòu)電子排布原理。4.分子能級(jí)順序5.電子在成鍵軌道上，體系能量降低，形成化學(xué)鍵；電子在反鍵軌道上，體系能量升高，不利于形成化學(xué)鍵小結(jié)：MO法計(jì)算復(fù)雜，描述分子幾何構(gòu)型不夠直觀。第十三頁，共二十二頁，2022年，8月28日五、共價(jià)物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵的飽和性,使一些以共價(jià)鍵結(jié)合的物質(zhì)以小分子形式存在。1、分子間作用力(Van氏力)與分子晶體①范氏力Ⅰ、分子偶極：固有偶極誘導(dǎo)偶極瞬時(shí)偶極：處于不停運(yùn)動(dòng)的電子與核產(chǎn)生瞬間相對(duì)位移Ⅱ、范氏力：取向力:極性分子間，因固有偶極的存在產(chǎn)生的相互作用。誘導(dǎo)力:外電場(chǎng)作用下分子產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極而發(fā)生的作用。色散力:由瞬時(shí)偶極而產(chǎn)生的作用。第十四頁，共二十二頁，2022年，8月28日Ⅲ、三種存在范圍：取向力——極性分子間誘導(dǎo)力：極性分子間、極性——非極性分子色散力：所有分子之間。Ⅳ、影響因素：取向力：分子間距離的六次方成反比，與溫度成反比，與固有偶極成正比。誘導(dǎo)力：分子間距離的六次方成反比，與溫度成反比，與變形性成正比。色散力：分子間距離的六次方成反比，與溫度成反比，與變形性成正比。相對(duì)大?。荷⒘Γ荆救∠蛄Γ菊T導(dǎo)力。Ⅴ、范氏力特點(diǎn)：永遠(yuǎn)存在于分子間的一種力；作用力較小，作用范圍??；無方向性和飽和性。第十五頁，共二十二頁，2022年，8月28日②分子晶體及特性：Ⅰ、分子晶體：占據(jù)晶格結(jié)點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)是小分子，分子間靠范氏力彼此規(guī)則排列，形成的宏觀聚集體。Ⅱ、特征：硬度小，熔沸點(diǎn)低，固液氣態(tài)導(dǎo)電性差，加工性尚可。Ⅲ、范氏力對(duì)物質(zhì)物性的影響③氫鍵——分子間又一種作用力Ⅰ、氫鍵：與電負(fù)性值很大、半徑小的元素原子共價(jià)結(jié)合的氫原子與另一電負(fù)性值很大、半徑小的元素原子之間的作用。Ⅱ、形成條件：F、O、NⅢ、特征：具有方向性和飽和性氫鍵較范氏力大但不如化學(xué)鍵強(qiáng)。第十六頁，共二十二頁，2022年，8月28日Ⅳ、氫鍵類型及對(duì)物性的影響分子內(nèi)和分子間氫鍵2、原子晶體共價(jià)物質(zhì)的另一類晶體①定義：占據(jù)晶格結(jié)點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)為原子，原子間通過共價(jià)鍵規(guī)則排列，形成的宏觀聚集體。②特征：不存在獨(dú)立的小分子高熔沸點(diǎn)、高硬度熱電不良導(dǎo)體加工性能差3、混合型晶體——石墨第十七頁，共二十二頁，2022年，8月28日第四節(jié)金屬鍵與金屬晶體如何解釋金屬單質(zhì)的物理性質(zhì)及原子間的相互作用金屬原子間強(qiáng)烈的相互作用力——金屬鍵一、改性共價(jià)鍵理論（自由電子理論）1.要點(diǎn)：

1.自由電子及形成:金屬原子的價(jià)電子易電離成為自由電子，這些電子能自由地從一個(gè)原子“跑”向另一個(gè)原子。

2.金屬鍵形成:金屬原子通過“共用”“自由電子”相互作用（靜電吸引）結(jié)合在一起2.金屬鍵本質(zhì)及特征：①電性力②無方向性和飽和性形象化:金屬原子間有電子氣自由流動(dòng)；金屬原子沉浸在電子的“海洋”中。二、金屬晶體、特性及理解結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：傾向最緊密堆積特性：較高密度良好加工性良好導(dǎo)電熱性金屬光澤第十八頁，共二十二頁，2022年，8月28日第十九頁，共二十二頁，2022年，8月28日第二十頁，共二十二頁，2022年，8月28日第五節(jié)離子極化

前面離子鍵的討論，視離子為不變的球?qū)ΨQ體，而實(shí)際上離子間將以各自的電場(chǎng)相互影響其電子云。一、離子極化現(xiàn)象：使離子的電子云“變形”，與核發(fā)生相對(duì)位移，產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，在離子間產(chǎn)生一種附加作用力的現(xiàn)象。二、極化規(guī)律及影響因素：①變形性：離子半徑越大，變形性越大；②極化能力：外加電場(chǎng)或離子自身的電場(chǎng)強(qiáng)弱離子半徑小、電荷多，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，極化能力越大③結(jié)構(gòu)影響：離子的結(jié)構(gòu)對(duì)其極化