應(yīng)化課件第3章晶體結(jié)構(gòu)_第1頁
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第3章晶體結(jié)構(gòu)12熟悉晶體的類型、特征和組成晶體的微粒間的作用力。熟悉三種典型離子晶體的結(jié)構(gòu)特征;理解晶格能的概念和離子電荷、半徑對(duì)晶格能的影響,熟悉晶格能對(duì)離子化合物熔點(diǎn)、硬度的影響;了解晶格能的熱化學(xué)計(jì)算方法第3章晶體結(jié)構(gòu)34了解離子半徑及其變化規(guī)律、離子極化及其對(duì)鍵型、晶格類型、溶解度、熔點(diǎn)、顏色的影響。了解金屬晶體的三種密堆積結(jié)構(gòu)及其特征;理解金屬鍵的形成和特征。第3章晶體結(jié)構(gòu)3.13.23.33.43.53.6晶體的基本知識(shí)離子晶體原子晶體和分子晶體金屬晶體混合晶體離子的極化3.1.13.1.23.1.33.1.43.1晶體的基本知識(shí)晶體的宏觀特性晶體的微觀結(jié)構(gòu)單晶體和多晶體晶體的基本類型固體晶體具有一定體積和形狀的物質(zhì)非晶體(無定型體/玻璃態(tài))半導(dǎo)體、固體激光、計(jì)算機(jī)、空間技術(shù)、信息技術(shù)等新型材料等3.1.1晶體的宏觀特性固體晶體非晶體形狀有一定的幾何外形無一定的幾何外形熔點(diǎn)固定的熔點(diǎn)無固定的熔點(diǎn)性質(zhì)各向異性各向同性穩(wěn)定性穩(wěn)定亞穩(wěn)態(tài)X-射線衍射圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有規(guī)律排列無規(guī)律排列非晶體內(nèi)部原子排列晶體的原子排列晶體非晶體明礬螢石水晶蜂蠟玻璃晶體的外形食鹽明礬硝石準(zhǔn)晶體1982年通過電子顯微鏡對(duì)急冷凝固的AlMn合金的研究中,發(fā)現(xiàn)的一種新的物態(tài)。又稱準(zhǔn)晶態(tài)quasicrystal

內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列具有遠(yuǎn)程規(guī)律,但沒有重復(fù)平移周期,即不具格子(晶格)構(gòu)造是一種介于晶體與非晶體之間的狀態(tài),但其X-射線衍射圖與晶體同3.1.2晶體的微觀結(jié)構(gòu)晶格組成晶體的粒子有規(guī)則地排列在空間的一定的點(diǎn)上,這些點(diǎn)的總和為晶格(或點(diǎn)陣)排有粒子的點(diǎn)稱為晶格的結(jié)點(diǎn)。平面格子空間格子晶格結(jié)點(diǎn)在空間的排列方式不同晶格就有不同的形狀最簡(jiǎn)單的是立方晶格三種立方晶格的類型簡(jiǎn)單立方晶格體心立方晶格面心立方晶格八個(gè)頂點(diǎn)上各有一個(gè)粒子八個(gè)頂點(diǎn)及中心上各有一個(gè)粒子八個(gè)頂點(diǎn)及六個(gè)面的中心上各有一個(gè)粒子晶胞晶格中,能表現(xiàn)出其結(jié)構(gòu)一切特征的最小部分晶胞在空間無限重復(fù)就形成了晶格晶胞是一個(gè)平行六面體,其特征可用晶胞參數(shù)來描述邊長(zhǎng)a、b、c夾角

、

abc

根據(jù)晶胞的特征,可劃分成七個(gè)晶系晶系邊長(zhǎng)角度實(shí)例立方晶系a=b=cα=β=γ=90°巖鹽(NaCl)四方晶系a=b≠cα=β=γ=90°白錫六方晶系a=b≠cα=β=90°γ=120°石墨菱形晶系a=b=cα=β=γ≠90°(<120°)方解石(CaCO3)正交晶系a≠b≠cα=β=γ=90°斜方硫單斜晶系a≠b≠cα=β=90°γ>90°單斜硫三斜晶系a≠b≠cα≠β≠γ重鉻酸鉀七種晶胞三斜四方正交三方六方單斜立方七個(gè)晶系中又包含十四種晶格3.1.3單晶體和多晶體單晶體一個(gè)晶粒由一個(gè)晶核(微小的晶體)各向均勻生長(zhǎng)而成的晶體內(nèi)部的粒子基本上是按照某種規(guī)律整齊排列的雪花、單晶硅多晶體多個(gè)晶粒由多個(gè)單晶體顆粒雜亂地聚結(jié)而成的晶體無規(guī)則的外形各向異性消失力學(xué)性質(zhì)差一些大塊食鹽、金屬晶體多晶體由很多取向不同的單晶顆粒雜亂排列而成。每個(gè)單晶顆粒間存在晶界。

多晶固體中的晶界

液晶既具有液體的流動(dòng)性,又像晶體,分子在特定的方向較整齊排列,具有各向異性(光學(xué)、電學(xué)性)。某個(gè)方向遠(yuǎn)程有序,在另一方向卻近程有序液晶態(tài)是介于晶體和液態(tài)之間的中間態(tài)晶體液態(tài)熔點(diǎn)清亮點(diǎn)晶體液晶態(tài)液態(tài)液晶態(tài)不流動(dòng)各向異性流動(dòng)各向異性流動(dòng)各向同性T1T2液晶的狀態(tài)不穩(wěn)定,外界條件(溫度,壓力,摩擦,電磁作用,容器表面的差異等)的改變,都會(huì)引起液晶性質(zhì)的改變。3.1.4晶體的基本類型離子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體粒子正、負(fù)離子原子分子金屬原子、正離子結(jié)合力離子鍵共價(jià)鍵分子間力金屬鍵熔、沸點(diǎn)高很高低高硬度硬很硬軟硬機(jī)械性能脆很脆弱有延展性導(dǎo)電、導(dǎo)熱性良好(熔融及水溶液)非導(dǎo)體非導(dǎo)體良好實(shí)例NaCl

MgO金剛石SiCBNCO2I2

NeWAgCaCu3.2.13.2.23.2.33.2離子晶體離子鍵和離子晶體的性質(zhì)離子晶體中最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)類型半徑比規(guī)則3.2.1離子鍵和離子晶體的性質(zhì)離子鍵離子晶體的晶格結(jié)點(diǎn)上交替排列著正、負(fù)離子,正、負(fù)離子之間的靜電作用力,即離子鍵晶格能(U)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下,拆開單位物質(zhì)的量的離子晶體,使其變?yōu)闊o限遠(yuǎn)離的氣態(tài)離子時(shí),體系所吸收的能量。AB(s)→

A+(g)+B-(g)

晶格能可以衡量離子晶體中離子鍵的強(qiáng)弱NaCl(s)

Na+(g)+Cl-(g)U=785.4kJ·mol-1對(duì)晶體結(jié)構(gòu)相同的離子化合物,離子電荷越多,核間距越短,晶格能就越大,相應(yīng)物質(zhì)的熔點(diǎn)就高,硬度就大晶格能與物理性質(zhì)NaCl型晶體NaFNaClNaBrNaI離子電荷1111核間距/pm231279294318晶格能/kJ·mol-1923785747704熔點(diǎn)/℃993801747661硬度(金剛石=10)2~2.52.5--MgOCaOSrOBaO2222210240257277379134013223305428522614243019185.54.53.53.3離子晶體的性質(zhì)1.離子晶體的熔點(diǎn)較高,硬度較大,難揮發(fā)化合物NaClKClCaOMgO半徑/pmNa+

95

Cl-181K+

133

Cl-181Ca2+

99O2-140Mg2+

65O2-140熔點(diǎn)/℃801768261428522.離子晶體在溶于水或熔融時(shí),可以導(dǎo)電3.離子晶體物質(zhì)一般較易溶于水4.離子晶體一般較脆+-+-+-+--+-+-+-+-+-+-+-++-+-+-+-錯(cuò)位5.離子型晶體中,不存在單個(gè)分子,整個(gè)晶體就是一個(gè)巨型分子嚴(yán)格說NaCl、CsCl不能叫分子式,只能叫化學(xué)式或最簡(jiǎn)式3.2.2離子晶體中最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)類型最簡(jiǎn)單的離子晶體結(jié)構(gòu)CsCl型NaCl型ZnS型CsCl型簡(jiǎn)單立方晶格每個(gè)晶胞中所含分子的個(gè)數(shù)1正、負(fù)離子的配位數(shù)8TlCl、CsBr、CsI等NaCl型面心立方晶格每個(gè)晶胞中所含分子的個(gè)數(shù)4正、負(fù)離子的配位數(shù)6NaF、MgO、NaBr、KI等ZnS型每個(gè)離子均處于4個(gè)異號(hào)離子四面體包圍之中每個(gè)晶胞中所含分子的個(gè)數(shù)4正、負(fù)離子的配位數(shù)4BeO、ZnSe等最簡(jiǎn)單的離子晶體的結(jié)構(gòu)類型空間構(gòu)型晶胞類型正、負(fù)離子的配位數(shù)每個(gè)晶胞中的分子數(shù)示例CsCl型簡(jiǎn)單立方81TlCl、CsBr、CsINaCl型面心立方64NaF、MgO、NaBr、KIZnS型由Zn2+和S2-各組成的面心立方在軸向1/4處穿插形成44BeO、ZnSe3.2.3半徑比規(guī)則

離子的堆積規(guī)則——半徑比規(guī)則影響離子結(jié)構(gòu)類型的因素離子半徑離子的電荷離子的電子構(gòu)型起主要作用確定離子半徑的方法Goldschimdt

Pauling最常用最早考慮了配位數(shù)等因素對(duì)半徑的影響后得出的一套數(shù)據(jù)先導(dǎo)出F-和O2-的半徑,然后得出一套其它離子半徑離子半徑兩原子核間距離=正離子半徑+負(fù)離子半徑d=r-+r+正離子負(fù)離子

一般,r-

r+離子半徑的變化規(guī)律正離子半徑小于其原子半徑/pmLi/Li+Na/Na+K/K+Rb/Rb+152/60186/95227/133248/148負(fù)離子半徑大于其原子半徑/pmF/F-Cl/Cl-

Br/Br-I/I-64/13399/181114/196133/220同種元素離子的半徑隨離子電荷的代數(shù)值增大而減小S2-S4+S6+184pm37pm29pm同周期的正離子和負(fù)離子同周期正離子電荷數(shù)越大,其半徑越小第三周期第1族第2族第13族Na+Mg2+Al3+95pm65pm50pm負(fù)離子電荷數(shù)越大,其半徑越大第三周期第17族第16族第15族Cl-S2-P3-181pm184pm212pm具有相同電荷數(shù)的同族元素離子的半徑從上到下依次增大第1族正離子/pmLi+Na+K+Rb+Cs+6095133148169一般,r-

r+

在離子晶體中,正離子位于負(fù)離子形成的多面體的空隙中正、負(fù)離子緊密接觸吸引力大系統(tǒng)的能量低較穩(wěn)定負(fù)離子之間距離較近排斥力較大系統(tǒng)的能量高不穩(wěn)定半徑比規(guī)則以正、負(fù)離子配位數(shù)為6的晶體的一層為例正離子負(fù)離子令r-=1則ac=4ab=bc=2r++2又因ac2=ab2+bc2得r+=0.414即r+/r-=0.414

當(dāng)r+/r-

0.414時(shí)負(fù)離子接觸,正、負(fù)離子彼此不接觸體系的排斥力大于吸引力,該構(gòu)型不穩(wěn)定趨向于形成配位數(shù)少的構(gòu)型

當(dāng)r+/r-

0.414時(shí)負(fù)離子彼此不接觸,正、負(fù)離子之間接觸吸引力大于排斥力該構(gòu)型可以穩(wěn)定存在

當(dāng)r+/r-

0.732時(shí)正離子表面可以接觸更多的負(fù)離子晶體的配位數(shù)增大r+/r-配位數(shù)空間構(gòu)型0.225~0.4144ZnS0.414~0.7326NaCl0.732~1.008CsClAB型化合物離子半徑與配位數(shù)的關(guān)系3.3.13.3.2原子晶體分子晶體3.3原子晶體和分子晶體

3.3.1原子晶體原子晶體中晶格結(jié)點(diǎn)上排列著原子,晶格結(jié)點(diǎn)間以共價(jià)鍵結(jié)合原子晶體的特點(diǎn):熔點(diǎn)高、硬度大金剛石晶體C:2s22p2激發(fā)雜化

2s22p2基態(tài)

C1(sp3)C2(sp3)C3(sp3)C4(sp3)金剛石的晶胞CCCCCCCCCCC

3.3.2分子晶體在分子晶體中,晶格結(jié)點(diǎn)上排列著分子,晶格結(jié)點(diǎn)以微弱的分子間力結(jié)合分子晶體的特點(diǎn):熔點(diǎn)低,硬度小,易揮發(fā)干冰的晶體結(jié)構(gòu)碳原子氧原子3.4.13.4.2金屬晶體的結(jié)構(gòu)金屬鍵3.4金屬晶體3.4.1金屬晶體的結(jié)構(gòu)金屬晶體中,晶格結(jié)點(diǎn)上排列著金屬子,晶格結(jié)點(diǎn)間以金屬鍵相結(jié)合金屬晶體的的特點(diǎn):熔、沸點(diǎn)高、硬度大,有延展性,可導(dǎo)電金屬的結(jié)構(gòu)可以看作等徑圓球的密堆積有三種緊密堆積的方式六方緊密堆積面心立方緊密堆積體心立方密堆積AAABBBA排列方式第2層第3層第1層錯(cuò)開對(duì)齊ABABAB…配位數(shù):12空間利用率:74%BeMgHf

Zr

CdTiCo及部分Ln

六方緊密堆積排列方式第1層第2層第3層錯(cuò)開錯(cuò)開ABCABCABC…配位數(shù):12空間利用率:74%CaSr

PbAgAlCuNi

面心立方緊密堆積ACACABBB配位數(shù):8空間利用率:68%LiNaKRbCsMoCrWFe

體心立方密堆積同種金屬在溫度、壓力改變時(shí),其晶格類型可發(fā)生轉(zhuǎn)變Ca(常壓下)體心立方密堆積液態(tài)250℃464℃850℃面心立方緊密堆積六方緊密堆積3.4.2金屬鍵自由電子理論金屬原子的最外層價(jià)電子易失去,成為“自由電子”。自由電子將金屬離子緊密地結(jié)合在晶格結(jié)點(diǎn)上形成金屬晶體改性共價(jià)鍵理論在金屬晶體中,起鍵合作用的自由電子在整個(gè)晶體的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)(非定域),并將金屬原子和金屬離子“膠合”在一起形成金屬鍵形成的金屬鍵無方向性和飽和性可解釋金屬的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光澤和延展性++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++能帶理論金屬晶體中的原子軌道組合成的分子軌道以能帶的形式存在滿帶導(dǎo)帶空帶全充滿未充滿全空電子為束縛電子(不能自由運(yùn)動(dòng))電子為自由電子(可自由運(yùn)動(dòng))外電子層的空軌道組成禁帶:滿帶與空帶的能量間隔(△E)導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體的主要差別在于禁帶的大小Li:1s22s11s1s2s2s2s11s2ELi2的分子軌道Lin金屬的分子軌道導(dǎo)體半導(dǎo)體絕緣體禁帶小或負(fù)值(滿帶和空帶重疊)禁帶不是很大(滿帶中的電子接受能量可躍遷為自由電子)禁帶較大(滿帶中的電子很難躍遷)滿帶空帶△E△E△E3.5混合晶體晶格結(jié)點(diǎn)的粒子之間存在兩種或兩種以上的作用力的晶體石墨晶體C:2s22p2激發(fā)雜化

2s22p2基態(tài)

C1(sp2)C2(sp2)C3(sp2)CCCCCC+-+-+-+-+-+-大

鍵上的電子可以在整個(gè)平面作自由運(yùn)動(dòng),故石墨能夠?qū)щ?,且具有金屬光?/p>

C335pm142pm石墨晶體作用力每一層內(nèi)共價(jià)鍵(σ鍵,Π鍵)層與層間分子間力石墨烯從石墨材料中剝離出的單層碳原子材料,是碳的二維結(jié)構(gòu)(0.335nm)制備方法加熱SiC輕微摩擦法或撕膠帶法化學(xué)分散法2004年由曼徹斯特大學(xué)的科斯提亞?諾沃謝夫和安德烈?蓋姆小組首先發(fā)現(xiàn)。石墨烯結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定,是已知最薄的材料機(jī)械性能強(qiáng)度最高的物質(zhì),非常柔韌而且致密導(dǎo)電性其中電子的運(yùn)動(dòng)速度為光速的1/300,電子能在石墨烯平面上暢通無阻的遷移,其遷移速率為傳統(tǒng)半導(dǎo)體硅材料的數(shù)十至上百倍。

光學(xué)性幾乎是完全透明的,只吸收2.3%的光碘化鎘、碘化鎂、氯化鎘、氯化鎳、六方氮化硼等類似石墨狀結(jié)構(gòu)的晶體330pm144pm六方氮化硼(白色石墨)原子數(shù)相等,電子數(shù)也相等的分子(離子)等電子原理等電子體等電子體常具有相似的電子結(jié)構(gòu),相似的幾何構(gòu)型,有時(shí)在性質(zhì)上也較相似等電子分子N2

、CO(直線,叁鍵)石墨、六方氮化硼等電子離子CO32-、

NO3-(平面三角形)3.6.13.6.2離子的極化作用和變形性離子極化對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響3.6離子極化3.6.1離子的極化作用和變形性陽離子的電子構(gòu)型2電子構(gòu)型1s2Li+Be2+8電子構(gòu)型ns2np6Na+Mg2+Al3+Sc3+Ti4+9~17電子構(gòu)型ns2np6nd1-9Cr3+Mn2+Fe2+Fe3+Cu2+18電子構(gòu)型ns2np6nd10Ag+Zn2+Cd2+Hg2+Cu+18+2電子構(gòu)型(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10ns2Sn2+Pb2+Sb3+Bi3+8電子構(gòu)型ns2np6F-Cl

-I-O2-S2-簡(jiǎn)單陰離子的電子構(gòu)型不存在偶極+-孤立的簡(jiǎn)單離子電荷呈球型分布正、負(fù)電荷中心重合離子極化--++在外電場(chǎng)的作用下,離子的正、負(fù)電荷中心發(fā)生偏移,產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極,(離子極化)同時(shí)離子產(chǎn)生變形。+在離子晶體中,每個(gè)離子對(duì)周圍的離子都產(chǎn)生相應(yīng)的電場(chǎng)當(dāng)正、負(fù)離子互相靠近時(shí)正離子的電場(chǎng)→使負(fù)離子發(fā)生極化負(fù)離子被誘導(dǎo)后變形,產(chǎn)生臨時(shí)的誘導(dǎo)偶極離子的變形性離子極化+-未極化極化+-+正、負(fù)離子間的相互極化的強(qiáng)弱主要決定于離子的極化力離子的變形性影響離子極化力強(qiáng)弱的因素離子的電荷離子的半徑離子的電子構(gòu)型離子的電子構(gòu)型相同時(shí),離子的正電荷越多,半徑越小,離子的極化作用越強(qiáng)Al3+Mg2+Na+離子的電子構(gòu)型2s22p62s22p62s22p6r+/pm506595極化力Al3+

Mg2+

Na+Cd2+Mn2+Ca2+離子的電子構(gòu)型4s24p64d103d53s23p6r+/pm978099極化力Cd2+

Mn2+

Ca2+當(dāng)離子電荷相同,半徑相近時(shí),不同外圍電子構(gòu)型的離子極化作用大小為:18、18+22電子構(gòu)型

9~17電子構(gòu)型

8電子構(gòu)型結(jié)論半徑小,電荷高的18或(18+2)電子構(gòu)型、2電子構(gòu)型的正離子具有最強(qiáng)的極化力(9~17)不規(guī)則電子構(gòu)型的正離子次之8電子構(gòu)型的正離子的極化力最弱(半徑大、電荷少時(shí)常忽略)影響離子變形性的因素

離子的半徑離子的電荷離子的電子構(gòu)型電子層結(jié)構(gòu)相同的離子,半徑越大,核對(duì)外層電子的吸引力小,離子的變形性就大8e構(gòu)型F-Cl-Br-I-r-/pm136181196216變形性I-

Br-

Cl-

F-電子層結(jié)構(gòu)相同的離子電荷代數(shù)值越高,變形性越小正離子正電荷越多,變形性越小Al3+<Mg2+<Na+負(fù)離子負(fù)電荷越多,變形性越大Cl

-

<

S2-Hg2+Sr2+離子半徑/pm110113離子電子構(gòu)型5d104s24p6變形性Hg2+

Sr2+離子的半徑相近,電荷相等時(shí),(9~17)電子、18電子和(18+2)電子構(gòu)型的陽離子,其變形性比半徑相近的8電子構(gòu)型陽離子大得多最容易變形半徑較大的負(fù)離子(I-、Br-、Cl-、S2-)具有18、18+2電子構(gòu)型,且半徑大、電荷少的正離子(Hg2+、Ag+、Cu+、Pb2+)結(jié)論半徑小、電荷多、具有8電子構(gòu)型的正離子(Na+、Mg2+、Al3+)最不易變形復(fù)雜的無機(jī)陰離子(如SO42-、PO43-)1離子半徑較大,引起的極化作用較小2復(fù)雜無機(jī)離子作為一整體,離子內(nèi)部原子間相互作用大,結(jié)構(gòu)緊密,對(duì)稱性強(qiáng),難變形復(fù)雜無機(jī)陰離子中心離子的氧化態(tài)越高,變形性越小使負(fù)離子變形離子極化的規(guī)律正離子對(duì)負(fù)離子產(chǎn)生極化作用正、負(fù)離子相互作用時(shí)正離子極化力較強(qiáng)變形性小負(fù)離子極化力較弱變形性大正離子半徑相同時(shí)正離子電荷越多產(chǎn)生的誘導(dǎo)偶極越大負(fù)離子越容易被極化++-2++-3++-正離子電荷相同時(shí)正離子半徑越大產(chǎn)生的誘導(dǎo)偶極越小負(fù)離子被極化的程度越小++-++-++-正離子的電荷相同、大小相近時(shí)負(fù)離子越大產(chǎn)生的誘導(dǎo)偶極越大負(fù)離子越容易被極化++-++-++-對(duì)半徑較大的18電子構(gòu)型的正離子除了極化力較強(qiáng),還較易變形,在負(fù)離子作用下,它們還會(huì)發(fā)生的變形Cu+、Ag+、Hg2+、Cd2+正、負(fù)離子間產(chǎn)生相互極化作用(離子的附加極化)使正、負(fù)離子的變形程度進(jìn)一步加大+-++--++-每個(gè)離子的總極化作用為其原來的極化作用和附加極化作用之和3.6.2離子極化對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響離子極化對(duì)鍵型的影響在正、負(fù)離子結(jié)合的離子晶體中,如果正、負(fù)離子間完全不存在極化作用,則它們之間的化學(xué)鍵就是純粹的離子鍵NaCl、KF當(dāng)陰、陽離子之間具有較強(qiáng)的極化作用時(shí),有可能使陰、陽離子的電子云發(fā)生重疊,導(dǎo)致離子間作用力帶有一定程度的共價(jià)鍵成分,甚至形成共價(jià)鍵離子鍵向共價(jià)鍵過渡Ag+:18電子構(gòu)型極化作用:AgF

AgCl

AgBr

AgIAgFAgClAgBrAgIr(X-)/pm136181195216r++r-/pm251296310331R0/pm246277287281鍵型離子鍵過渡型鍵過渡型鍵共價(jià)鍵離子極化:縮短了正、負(fù)離子的核間距

R0<(r++r-)NaCl,MgCl2,AlCl3Na+、Mg2+、Al3+都是8e構(gòu)型由于Al3+的半徑小,電荷多,極化力強(qiáng)所以AlCl3是共價(jià)鍵BeCl2,MgCl2,CaCl2由于Be2+的半徑小,2電子構(gòu)型,極化力強(qiáng)所以BeCl2是共價(jià)化合物CuCl,NaClCu+和Na+離子半徑相近,電荷相同但Cu+是18電子構(gòu)型而Na+是8電子構(gòu)型Cu+的極化力強(qiáng),且變形性大所以CuCl是共價(jià)化合物由于離子相互極化,離子的電子云互相重疊,鍵的共價(jià)成分增加,鍵長(zhǎng)縮短,離子晶體向配位數(shù)小的構(gòu)型轉(zhuǎn)變離子極化對(duì)晶型的影響在AB型化合物中,離子極化作用加強(qiáng)時(shí),晶型改變的順序CsCl型NaCl型ZnS型分子晶體極化作用增強(qiáng)晶型的配位數(shù)遞減AgXAgClAgBrAgIr+/r-0.6950.630.58理論晶型NaClNaClNaCl實(shí)際晶型NaClNaClZnS配位數(shù)664離子極化對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響離子相互極化作用增強(qiáng),使離子型化合物向共價(jià)型化合物轉(zhuǎn)變,物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)及溶解性也將發(fā)生變化Ag+是18電子構(gòu)型,且半徑較大負(fù)離子半徑I-

Br-

Cl-

F-正、負(fù)離子間的極化力AgI

AgBr

AgCl

AgF共價(jià)鍵成分AgI

AgBr

AgCl

AgF水溶性AgI

AgBr

AgCl

AgF

熔點(diǎn)AgI

AgBr

AgCl

AgF離子極化對(duì)化合物顏色的影響離子極化后,電子能級(jí)發(fā)生改變,激發(fā)態(tài)和基態(tài)間的能量差變小,物質(zhì)吸收可見光即可使電子激發(fā),從而呈現(xiàn)顏色極化作用越強(qiáng),激發(fā)態(tài)和基態(tài)間能量差越小,化合物的顏色越深A(yù)gFAgClAgBrAgI無色白色淺黃色黃色CoF2CoCl2CoBr2CoI2淺紅淺藍(lán)亮綠黑色變形性:F-<Cl-<Br-<I-極化作用增強(qiáng)HgOHgS紅色黑色變形性:O2-<S2-TiO2V2O5CrO3Mn2O7白色橙色紅色深綠色極化力:Ti(IV)<V(V)<Cr(VI)<Mn(VII)極化作用增強(qiáng)離子極化理論優(yōu)點(diǎn)1可粗略地解釋一些簡(jiǎn)單的無機(jī)化合物的性質(zhì)2使用簡(jiǎn)便,填補(bǔ)了離子鍵理論和共價(jià)鍵理論的不足不足之處1將化合物看作是離子的結(jié)合,再?gòu)陌霃?、電荷、電子?gòu)型判斷正負(fù)離子間的作用,解釋物質(zhì)的性質(zhì)使用前提的局限性,離子化合物只是無機(jī)化合物中的一小部分2正離子極化力,負(fù)離子的變形性的標(biāo)度還不統(tǒng)一3實(shí)際上,離子間的極化作用除受離子的半徑、電荷、電子構(gòu)型影響,還與d、f電子數(shù)和介質(zhì)等有關(guān)常有例外,且自相矛盾4只能定性的解釋同系列化合物的離子間的極化作用物質(zhì)結(jié)構(gòu)部分——晶體結(jié)構(gòu)12下列晶體中,熔化時(shí)需破壞共價(jià)鍵的是

A.CO2B.SiO2

C.NaCl

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