无机化学第二版第7章化学键理论概述.ppt

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1、教学要求：1.熟悉离子键、共价键、金属键的特点及其形成过程；2.理解晶格能的意义及应用Born—Haber循环进行计算；掌握晶格能对离子化合物熔点、硬度的影响；3.掌握价键理论、杂化轨道理论、VSEPR理论和分子轨道理论的基本要点及应用：讨论分子的空间构型、中心原子的杂化态，分析化合物的键参数及形成过程；4.掌握第二周期同核或异核双原子分子的分子轨道表达式，分析键参数；5.了解分子间力及氢键对物质的物理性质的影响。第7章化学键(bond)理论概述§7-1离子键理论1916年德国科学家Kossel(科塞尔)提出离子键理论。1.形成过程:以形成NaCl为例：第一步电子转移形成离子：Na－eNa+

2、，Cl+eCl－第二步靠静电吸引，形成化学键。相应的电子构型变化：2s22p63s12s22p6，3s23p53s23p6形成Ne和Ar的稀有气体稳定结构(离子)。1-1离子键的形成横坐标:核间距(r)；纵坐标:体系的势能(V)。纵坐标的零点:表示r无穷大，即两核间无限远时的势能。体系的势能与核间距之间的关系如图所示：V0Vr0r0r当r>r0时，随r↘，势能V↘，体系趋于稳定。当Na+和Cl－彼此接近时，其势能V变化为：当r=r0，V有极小值，此时体系最稳定，表明形成离子键。2.离子键的形成条件：a.原子间电负性相差较大。X>1.7，发生电子转移，形成离子键；X<1.7，不发生电子

3、转移，形成共价键。注：离子键和共价键之间，并无本质区别。可将离子键视为一种极端极性共价键，另一极端为非极性共价键。当r1.7，实际上是指离子键的成分大于50%。b.易形成稳定离子：只转移少数电子，就达到稳定结构。Na+:2s22p6，Cl－:3s23p6，稀有气体式稳定结构。

4、对副族元素而言，所生成的离子d轨道一般都处于半满或全满状态。如：Fe3+3d5,Ag+4d10,Zn2+3d10。但因其ns和(n-1)d轨道能量相近，例外者很多。另，C、Si要失去或得到4e，才能形成稳定离子，比较困难。一般不形成离子键。如：CCl4、SiF4等，均为共价化合物。c.形成离子键时释放能量多:Na(s)+1/2Cl2(g)=NaCl(s)H=－410.9kJ·mol－1在形成离子键时，以放热的形式，释放较多的能量。1-2离子键的特征q1，q2分别为正负离子所带电量，r为正负离子核间距。1.作用力的实质是静电引力2.离子键无方向性和饱和性1-3离子的特征离子化合物的性质与离子键

5、的强度有关，而离子键的强度又与正、负离子的性质有关。即：离子的性质在很大程度上决定着离子化合物的性质。离子电荷、电子层结构和半径1.离子的电荷：正、负离子的电荷数是相应的原子失去或得到的电子数。2.离子的电子层构型：2e;8e;18e;(18+2)e;(9-17)e。注：离子的电子层构型对离子键的强度有较大的影响。一般地，若离子的电荷和半径大致相同时，不同构型的阳离子对同一种负离子的结合力的大小有如下经验规律：8e<9-17e<18或18+2e。3.离子半径a.离子半径概念将离子晶体中的离子看成是相切的球体，正负离子的核间距d是r+和r－之和。dr+r-d值可由晶体的X射线衍射实验测定得到，例

6、如MgOd=210pm。1926年，哥德希密特(Goldschmidt)用光学方法测得了F-和O2-的半径，分别为133pm和132pm。结合X射线衍射所得的d值，得到一系列离子半径。=dMgO－=210－132=78(pm)这种半径为哥德希密特半径。1927年，Pauling把最外层电子到核的距离，定义为离子半径。并利用有效核电荷等数据，求出一套离子半径数值，被称为Pauling半径。在比较半径大小和讨论变化规律时，多采用Pauling半径。b.离子半径的变化规律☞同主族元素，从上到下，半径依次增大。Li+

7、子电荷数升高，最高价离子半径减小。Na+>Mg2+>Al3+K+>Ca2+过渡元素，离子半径变化规律不明显。☞同一元素，不同价态的离子，电荷高的半径小。如Ti4+