分子结构和晶体结构课件.pptxVIP

分子结构和晶体结构* 物质由分子组成，而分子则由原子组成。物质的化学性质主要由分子的性质由分子的性质决定，而分子的性质则由分子的结构所决定。 原子为什么会结合成为分子？ 原子怎样结合成为分子？化学键的本质分子的几何构型，空间构象等* 原子之间存在着强烈，相吸的相互作用，形成了化学键。由于原子键作用力的不同，化学键大致分类为化学键分类为:离子键价键理论(VB)共价键化学键分子轨道理论(MO)金属键配位键配位场理论*晶态物质固态物质无定形态物质晶体是由原子或分子在空间按一定规律周期地重复排列构成的物质。 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体晶体的基本类型*晶体的基本概念组成晶体的质点（离子、 原子、 分子等）是有规律地、 周期性的排列在空间的一定点上，这些点重复出现的空间构型称为晶格（或点阵）。晶体的基本概念在晶格中含有晶体结构的最小重复单位称为晶胞。晶 格*§2.1 离子键和离子晶体2.1.1 离子键正离子 金属元素 负离子 非金属元素正负离子间由静电力作用结合在一起，这种化学键称为离子键。*K（19） 1s22s22p63s23p64s1KClCl（17） 1s22s22p63s23p5离子键的特点： 离子键的本质是静电引力。 离子键没有方向性。 离子键没有饱和性。 离子键是强的极性键。*2.1.2 离子的性质1. 离子的电荷2. 离子的电子层构型2电子构型:Li+(1s2)8电子构型:Na+(1s22s22p6)18电子构型:Cu+(3s23p63d10)18+2电子构型: pb+(5s25p65d106s2)9~17电子构型:Fe3+(3s23p63d5）*3. 离子半径1926年戈尔德施米特（Goldschmidt）F-离子半径r(F-)=133pmO2-离子半径r(O2-)=132pm确定了80多种离子的半径值，称为哥希密特离子半径负离子的半径较大，约130～250pm ，正离子半径较小，约10～170pm。*2.1.3 离子晶体离子晶体及其简单类型离子晶体是由正负离子结合在一起形成的。CsCl的结构属于简单立方格子结构基元：Cs＋ ＋ Cl－Cs＋离子的配位数L＝8Cs＋离子和Cl－离子的配位比 8 : 8Cl－作简单立方堆积，Cs＋填入立方体空隙中*NaCl的结构属于立方面心格子每个晶胞有4个Na＋离子和4个Cl－离子结构基元：Na＋ ＋Cl－Na＋离子的配位数L＝6Cs＋离子和Cl－离子的配位比 6 : 6Cl－作A1堆积，Na＋填入Cl－所形成的八面体空隙中。*ZnS的结构属于立方面心格子结构基元：Zn2＋ ＋ S2－Zn2＋离子的配位数L＝4Zn2＋离子和S2－离子的配位比4 : 4S2－作作A1堆积， Zn2＋填在一半四面体体空隙中*配位多面体的极限半径比配位多面体配位数的最小值平面三角形30.155四面体40.225八面体60.414立方体80.732立方八面体121.000半径比0.225～0.4140.414 ～ 0.732>0.732推测结构四面体配位八面体配位立方体配位*2.1.4 晶格能晶格能又称点阵能，其大小可衡量离子键的强弱和离子晶体的稳定性。所谓晶格能是指：在绝对零度时由气态的正负离子，生成一摩尔的离子晶体时所放出的能量。① 热化学循环气态Na的电离能Cl原子的电子亲合能**② 理论计算NaCl型离子晶体*§2.2 共价键和原子晶体、分子晶体 同种非金属元素，或者电负性数值相差不很大的不同非金属分子，一般以共价键结合形成共价性单质或共价性化合物。 1916年， 路易斯（Lewis G N）提出共价键理论H2， O2， HCl分子通过共用电子对结合 。 1927年， 海特勒（Heitler）和伦敦（Londen）首次成功地根据量子力学的基本原理，采用了形象的“电子配对”成键概念，解释了H2的结构。 斯莱脱（Slater）和保里（Pauling）推广到其他双原子分子中，特别是由于后来原子杂化轨道概念的引入，奠定了现代价键理论的基础。 1928年，由慕利肯和洪特等人在分子光谱的实验基础上逐步发展了分子轨道理论。*2.2.1 现代价键理论1. 共价键的形成和本质 共价键的形成是由于原子相互靠近时，两个自旋相反的未成对电子的相应原子轨道相互重叠，电子云密集在两原子核之间使系统能量降低，因而形成稳定的共价键。*2. 价键理论的要点H2 其他分子价键理论(VB)2. 价键理论的要点① 原子具有自旋相反的未成对电子。② 共价键具有饱和性③ 共价键具有方向性*(1) 原子轨道能量接近原则(2) 对称性匹配原则(3) 原子轨道最大重叠原则轨道重叠时的对称性条件(a) 对称性匹配(b) 对称性不匹配*HCl分子中s和p