9.化学键与分子结构、晶体结构.pdf

化学键与分子结构、晶体结构                                                  Created By Wang Fei  化学键与分子结构、晶体结构  一、有关概念 1．化学键：相邻原子间强烈的相互作用叫做化学键。包括离子键、共价键和金属键。 2 ．离子键 （1）定义：使阴阳离子结合成化合物的静电作用（强烈的）叫离子键。 （2 ）成键元素：活泼金属（或NH + - 4 ）与活泼的非金属（或酸根、OH ）。 （3 ）静电作用：指静电吸引和静电排斥的平衡。 （4 ）离子键无方向性和饱和性（想象磁铁的性质）。 （5 ）晶格能：气态离子形成 1mol 离子晶体时放出的能量叫晶格能。阴阳离子的半径越小、 电荷数越高，离子键越强，晶格能越大，晶体越容易形成，且晶体越稳定，硬度越大，熔 点越高（离子晶体熔化时断裂离子键）。 3 ．共价键 （1）定义：原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键。共价键的本质是原子间 形成共用电子对，即电子云的重叠，使得电子出现在核间概率增大。 （2 ）共价键具有饱和性和方向性。 （3 ）成键元素：一般来说同种非金属元素的原子或不同种非金属元素的原子间形成共用电 子对达到稳定结构。 （4 ）共价键分类 ①按键的极性分： 非极性键：同种元素的原子间形成的共价键 （共用电子对不偏移，成键原子双方不显 电性）。如在某些非金属单质 （H 、Cl 、O 、P ）、共价化合物 （H O 、多碳化合物）、离子 2 2 2 4 2 2 化合物 （Na O 、CaC ）等中存在。（离子化合物中可能含有共价键，但是共价化合物中一 2 2 2 定不含有离子键） 极性键：不同元素的原子间形成的共价键（共用电子对偏向吸引电子能力强的一方， 该元素显负化合价，另一方元素显正化合价）。如在共价化合物（HCl 、H O、CO ，NH 、 2 2 3 H SO 、SiO ）、某些离子化合物（NaOH 、Na SO 、NH Cl ）中存在。 2 4 2 2 4 4 ②按电子云的重叠方式分： σ键：成键原子的电子云以“头碰头”方式重叠形成的共价键，其特征是轴对称。 π键：成键原子的电子云以“肩并肩”方式重叠形成的共价键，其特征是镜像对称。 由于“头碰头”比“肩并肩”重叠面积大，故σ键的键能比 π键大。 （4 ）共价键的键参数 ①键能：气态、基态原子形成 1mol 共价键释放的能量。键能越大，说明破坏（或形成） 化学键时吸收（或放出）的能量越多，化学键越牢固。 ②键长：成键原子的核间距离。键长越小，共价键越稳定。我们通常通过比较两原子 的共价半径来比较键长，但共价键键长并不等于两原子的半径之和。 化学键与分子结构、晶体结构                                                  Created By Wang Fei  ③键角：键角是分子内两键间的夹角，它是描述分子立体结构的重要参数，多原子分子 的键角是一定的，这表明共价键具有方向性。 4 ．金属键与金属晶体 （1）金属键的本质：金属阳离子和自由电子之间强烈的相互作用。 （2 ）金属晶体的性质： ①电子能在电场中做定向移动，故金属都具有导电性，温度升高，导电性减弱。 ②金属键没有方向性，当金属受到外力作用时，各层间发生相对滑动，但金属键仍然存 在，原子不改变原有的排列方式，故金属具有延展性。 ③金属局部受热时，电子运动加快，与金属原子频繁碰撞并发生能量交换，使距受热部 位较远的部分温度升高，故金属具有导热性。 ④不同金属晶体中金属键强度相差很大，金属的熔点、硬度相差也很大。一般情况下， 金属原子的价电子数越多，原子或离子半径越小，金属键越强，熔沸点越高。 ⑤在金属中掺入其他金属或非金属形成合金，能改变金属的熔点、延展性、硬度等