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化学原理[4]化学键与分子结构-4
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离子间极化的结果：
1. 熔点和沸点降低： BeCl2、MgCl2、CaCl2的熔点依 次为410℃、714℃、782℃。
Be2+离子半径最小，又是2电子构型，因此 Be2+有很大的极化能力，使Cl-发生比较显著的 变形，Be2+和 Cl-之间的键有较显著的共价性。 2. 溶解度降低：离子极化使离子键逐步向共价键过 渡，导致化合物在水中的低溶解度。
10.1 极性分子与非极性分子
分子中具有正电荷部分(原子核)与负电 荷部分(核外电子)，因此分子中存在一个正 电中心和负电中心。 非极性分子：正电中心与负电中心重合
极性分子：正电中心与负电中心不重合
偶极子
对于复杂的多原子分子： 非极性共价键组成的分子
S8 极性共价键组成的分子
P4
臭氧：O3
两侧O原子
BCl3 0 非极性分子 平面三角形
永久偶极：由于极性分子的正负电荷中心不重合，在 极性分子中始终有一个正极和一个负极，极性分子的 这种固有偶极叫永久偶极。 诱导偶极：非极性分子和极性分子在外加电场作用下， 非极性分子可变成有一定偶极的极性分子；极性分子 其偶极增大。
瞬间偶极：非极性分子的正负电荷中心在某一瞬间发 生不重合的现象，这时产生的偶极叫瞬间偶极。瞬间 偶极的大小与分子的变形性有关，分子越大，越容易 变形，瞬间偶极也越大。
Ag+: 4s24p64d10
随着离子间极化的增强，离子间的核间距缩 短，会引起化学键型的变化，键的性质可能从离 子键逐步过渡到共价键。即经过一系列中间状态 的极化键，最后可转变为极化很小的共价键。
离子相互极化的增强
键的极性增大
理想离子键 （无极化） 基本是离子键 过渡键型 基本是共价键 （轻微极化） （较强极化） （强烈极化）
离子半径数据
离子半径数据（除注明外均为六配位，非六配位时以上标标注，如+34。
ls =低自旋，hs=高自旋。
[2]）原子序数元素名称元素符号离子半径pm3 锂Li +1764 铍Be +2455 硼 B +3276 碳 C +4167 氮N −34146 +316 +5138 氧O −21409 氟 F −1133 +7811 钠Na +110212 镁Mg +27213 铝Al +353.514 硅Si +440离子半径数据（除注明外均为六配位，非六配位时以上标标注，如+34。
ls =低自旋，hs=高自旋。
[2]）原子序数元素名称元素符号离子半径pm15 磷P +344 +53816 硫S −2184 +437 +62917 氯Cl −1181 +512 +72719 钾K +113820 钙Ca +210021 钪Sc +374.522 钛Ti +286 +367 +460.523 钒V +264 +458 +55424 铬Cr +273 ls +280 hs +361.5+455+549离子半径数据（除注明外均为六配位，非六配位时以上标标注，如+34。
ls =低自旋，hs=高自旋。
[2]）原子序数元素名称元素符号离子半径pm+64425 锰Mn +267+358 ls +364.5hs +453+5433+6425.5+74626 铁Fe +261 ls +278 hs +355 ls +364.5hs +458.5+642527 钴Co +265 ls +274.5hs +354.5ls +361 hs +45328 镍Ni +269+356ls +360hs +448ls29 铜Cu +177 +27离子半径数据（除注明外均为六配位，非六配位时以上标标注，如+34。
ls =低自旋，hs=高自旋。
[2]）原子序数元素名称元素符号离子半径pm3+354ls30 锌Zn +27431 镓Ga +36232 锗Ge +273 +45333 砷As +358 +54634 硒Se −2198 +450 +64235 溴Br −1196 +34sq59 +5431 +73937 铷Rb +115238 锶Sr +211839 钇Y +390离子半径数据（除注明外均为六配位，非六配位时以上标标注，如+34。
离子半径变化规律
离子半径变化规律
离子是带电的原子或分子，在化学反应中扮演着重要角色。
离子的大小直接影响着物质的化学性质和反应性。
离子半径的变化是由多种因素影响的，比如原子核电荷数、电子层排布等。
本文将探讨离子半径变化的规律性。
1. 单原子阳离子的离子半径变化
在周期表中，同一周期内的元素形成的阳离子，离子半径随着原子序数的增加而递增，原因在于电子层逐渐增多，电子云外扩，使离子半径变大。
2. 单原子阴离子的离子半径变化
对于同一族元素，不同阴离子的情况，随着电子数的增加，离子半径会逐渐减小。
原因在于增加电荷数量导致电子云受核吸引力增强，电子云收缩。
3. 多原子离子的离子半径变化
多原子离子由多个原子组合而成，其离子半径受到多种因素的影响，例如中心原子核电荷数、外层电子数等。
一般情况下，多原子离子的半径比单原子离子小，原因在于多原子离子中电子云更受核电荷的吸引。
4. 离子半径变化规律的工程实践
在材料科学领域，对离子半径变化规律的深入研究有助于设计開发新型材料。
例如根据阳离子和阴离子的大小差异，可以设计出特定结构的陶瓷材料或燃料电池材料。
综上所述，离子半径变化规律是化学中一个重要且基础的概念。
通过研究离子半径的变化规律，我们能够更深入地理解化学元素之间的相互作用，为材料科学领域的发展提供有益借鉴。
以上是关于离子半径变化规律的基础介绍，希望能对读者有所帮助。
配位数与原子半径比的关系
配位数与原子半径比的关系
配位数与原子半径比之间存在一定的关系。
在化学中，配位数表示一个原子周围最近的原子数，即与中心原子直接键合的原子数目。
原子半径比则通常指不同原子的半径之比或同一元素不同氧化态的离子半径之比。
一般来说，对于给定的元素或化合物，中心原子的半径越大，其配位数可能会越大。
这是因为较大的原子半径意味着更多的电子云扩展，这使得中心原子更容易与其他原子产生相互作用和键合。
因此，在某些晶体结构或分子构型中，较小的原子通常会聚集在较大的原子周围，形成配位数较高的结构。
但是需要注意的是，配位数与原子半径比之间的关系并不是绝对的。
其他因素，如化学键的类型、电子云的密度和分布、空间位阻等也会影响配位数的大小。
因此，在具体的问题中，我们需要综合考虑各种因素来确定配位数与原子半径比之间的关系。
阴阳离子半径比与配位数的关系
阴阳离子半径比与配位数的关系阴阳离子半径比与配位数的关系（选自苏教版物质结构与性质 41页）由上述表中数据可发现如下规律：225.0≈-+r r 时 126-=-+r r414.0≈-+r r 时 12-=-+r r732.0≈-+r r 时 13-=-+r r因此，我们可以利用立体几何知识进行对上述问题的证明。
一．配位数为4的-+r r 关系 （只讨论下限，在（二）中推导上限） ZnS 阴离子堆积方式为面心立方堆积如右图：小球代表阳离子，构成8个区域，阴离子填充4个区域，4个阴离子与1个阳离子构成正四面体，阳离子位于中心。
当-+r r 有最小值时，4个阴离子相切，阳离子与4个阴离子相切。
即证如下问题：4个球两两相切堆积，球心构成正C · · · ABDE ··四面体，4个球内部有一小球，且与各球相切，求大小r r （即-+r r ） E 为BC 中点，取四面体ABCD 的剖面 AED 做AM ⊥面BCD ，M 在ED 上。
得剖面图。
小球圆心Q ，大球圆心A 、D设a AD 22=，则a AM 334= 设x OM = -++==r r QD AQa a a AM AD DM 362)334()22(2222=-=-= a x a x x a QD AQ 33)362()334(2222=⇒+=-⇒= a AQ 3=∴⎩⎨⎧==-=-=a r ar AQ r 2AD 21)23(大大小1-2622-3==∴大小r r 当小球增大时-r r +增大 二、配位数为6的-r r +关系（只讨论下限，上限在（三）中讨论） Nacl 类晶胞如右图四个阴离子与1个阳离子球s 构成一个平面，且4个阴离子相邻的相切，且当-r r +最小时，阳离子与四个球均相切即正如下问题：四个大球如图示相切，一个小球与四个大球均相切，求-大小r r （-r r +）P 为小球圆心，设大球半径为aa 22AC = a m AD 221==12a 112---=-==+r r r r 大小 当小球增大时-r r +增大 三、配位数为8的-r r +关系（只讨论下限，上限在（四）中讨论） C s CL 类晶胞如右图八个阴离子在正方体8个顶点，阳离子在正方体中心。
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6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8、吁Fra bibliotek嗟身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
离子半径与配位数
吸附阳离子有Na+,Ca2+,Mg2+等
3-crystalline Structure------Amorphous
蒙脱土（Montmorillonite)是膨润土的有效成份，
其 理 论 结 构 式 为 （ 1/2Ca,Na)x(Al2xMgx)(Si4O10)(OH)4nH2O，属2：l型层状硅酸盐，
其 四 面 体 和 八 面 体 之 间 共 用 氧 原 子 形 成 约 0.96nm x100nm x100nm高度有序的准二维晶片。
正负离子半径比
Na+/ClCs+/Cl-
0.524 0.933
配位数 6 8
正八面体配位 立方体配位
Figure 3.5
Figure 3.6
FIGURE 3.31
3. 氟化钙Fluorite (CaF2)
AmXp-TYPE
F: 8* 1/8 12*1/4 6* 1/2 1 =8
Figure 3.8
6、 碳纳米管： 巴基管 Buck Tube 碳同素异构体
全部由碳六边形组成的中空管，单层与多层（同轴套） 图
直径， 0.6（10个六边形围成）---几十纳米 长度， 10------1000纳米
八面体间隙数：
四面体间隙数：
每晶胞：
每晶胞：
[1/2 × 6 (面)+ 1/4 × 12(棱)] = 6
[4 × 1/2 × 6(面)] = 12
每原子： 6 / 2 = 3 间隙大小（半径）
= a /√2 － R = 0.633R <110> = a / 2 － R = 0.154R <001>
最全离子半径
∙0.001 纳米(nm) = 1 皮米 pm(皮米) ∙0.000 001 微米(µm) = 1 皮米∙0.000 000 001 毫米(mm) = 1 皮米∙ 1 000 皮米 = 1 纳米(nm)∙ 1 000 000 皮米 = 1 微米(µm)∙ 1 000 000 000 皮米 = 1 毫米(mm)∙ 1 000 000 000 000 皮米 = 1 米(m)离子半径数据（除注明外均为六配位，非六配位时以上标标注，如+34。
ls =低自旋，hs=高自旋。
[2]）原子序数元素名称元素符号离子半径pm3 锂Li +1764 铍Be +2455 硼 B +3276 碳 C +4167 氮N −34 146 +316 +5138 氧O −21409 氟 F −1133 +7811 钠Na +110212 镁Mg +27213 铝Al +353.514 硅Si +44015 磷P +344 +53816 硫S −2184+437+62917 氯Cl−1181+512+72719 钾K +113820 钙Ca +210021 钪Sc +374.522 钛Ti+286+367+460.523 钒V+264+458+55424 铬Cr+273 ls+280 hs+361.5+455+549+64425 锰Mn+2 67+3 58 ls+3 64.5 hs+4 53+5433+6425.5+7 4626 铁Fe +2 61 ls- 1 -+2 78 hs +3 55 ls +3 64.5hs +4 58.5+642527 钴Co +265 ls +274.5hs +354.5ls +361 hs +45328 镍Ni +269+356 ls +360 hs +448 ls29 铜Cu +177+273+354 ls30 锌Zn +27431 镓Ga +36232 锗Ge +273 +45333 砷As +358 +54634 硒Se −2198 +450 +64235 溴Br −1196+34sq59+5431+73937 铷Rb +115238 锶Sr +211839 钇Y +39040 锆Zr +47241 铌Nb+372+468+56442 钼Mo+369+465+561+65943 锝Tc+464.5+560+75644 钌Ru+3 68+4 62+5 56.5+7438+843645 铑Rh+366.5+460+55546 钯Pd+1259+2 86+3 76+4 61.547 银Ag+1115+294+37548 镉Cd +29549 铟In +38050 锡Sn +2112- 2 -+46951 锑Sb +376 +56052 碲Te −2221 +497 +65653 碘I −1220 +595 +75354 氙Xe +84855 铯Cs +116756 钡Ba +213557 镧La +3103.258 铈Ce +3102 +48759 镨Pr +399 +48560 钕Nd +28129 +3 98.361 钷Pm +39762 钐Sm +24122 +3 95.863 铕Eu +2117 +394.764 钆Gd +393.865 铽Tb +392.3 +47666 镝Dy +2107 +391.267 钬Ho +390.168 铒Er +38969 铥Tm+2103+38870 镱Yb+2102+386.871 镥Lu +386.172 铪Hf +47173 钽Ta+372+468+56474 钨W+466+562+66075 铼Re+463+558+655+75376 锇Os+4 63+5 57.5+6 54.5+7 52.5+843977 铱Ir+368+462.5+55778 铂Pt+286+462.5+55779 金Au+1137+385+55780 汞Hg +1119- 3 -+210281 铊Tl +1150 +388.582 铅Pb +2119 +477.583 铋Bi +3103 +57684 钋Po +494 +66785 砹At +76287 钫Fr +118088 镭Ra +2814889 锕Ac +311290 钍Th +49491 镤Pa +3104 +490 +57892 铀U +3102.5+489+578+67393 镎Np+2110+3101+487+575+672+77194 钚Pu+3100+486+574+67195 镅Am+28126+3 97.5+4 8596 锔Cm+397+48597 锫Bk+396+48398 锎Cf+395+482.1[编辑] 参见原子半径[编辑] 参考文献1.^Pauling, L.(1960). The Nature of the Chemical Bond(3rd Edn.). Ithaca,NY: Cornell University Press.2.^ 2.0 2.1Shannon, R.D.. Revised effective ionic radii and systematic studiesof interatomic distances in halides and chalcogenides. Acta. Cryst. A.1976, 32: 751–767. doi:10.1107/S0567739476001551.3.^ 通常来讲，Ag+(129 pm)的离子半径事实上比Na+(116 pm)的大。
配位数文档
配位数1. 介绍在无机化学中，配位数是指一个金属离子或原子团中的配位键数，即形成配合物时与该中心离子或原子团的配体数量。
配位数是描述金属离子的化学性质和配合物结构的重要参数。
不同配位数的金属离子具有不同的化学性质和配合物结构。
2. 配位数的种类配位数的种类主要由两个方面决定：金属离子的电子构型和配体的性质。
2.1 电子构型对配位数的影响金属离子的电子构型决定了其能够提供给配体的配位空位数量。
根据对称性原理，电子填充原则和配位数规则等理论，可以推导出一些金属离子的特定配位数。
在常见的金属离子中，不同电子构型的元素具有不同的配位数。
例如，2价的d电子规则是八面体配位数为6，六面体配位数为4，四面体配位数为4。
3价的d 电子规则是八面体配位数为6，六面体配位数为5。
4价的d电子规则是八面体配位数为7，六面体配位数为6。
2.2 配体的性质对配位数的影响配体的性质也会对配位数产生影响。
不同的配体具有不同的配位能力，从而影响金属离子的配位数。
一些配体具有较强的配位能力，可以形成较稳定的配合物，使金属离子的配位数增加。
例如，氨、氰和乙二胺等均是强配体，可以与金属离子形成多个配位键，使金属离子的配位数增加。
而另一些配体具有较弱的配位能力，形成较不稳定的配合物，使金属离子的配位数减少。
例如，水和氯离子等都是较弱的配体，只能与金属离子形成一个配位键，使金属离子的配位数减少。
3. 配位数的应用配位数是描述金属离子的化学性质和配合物结构的重要参数，对于无机化学和配位化学研究具有重要意义。
3.1 配位数与化学性质金属离子的配位数会影响其化学性质。
一般来说，配位数较大的金属离子具有较强的还原性和较高的催化活性。
具有较大配位数的金属离子会形成较稳定的配合物，使得电子易于转移，从而展现出较强的还原性。
3.2 配位数与配合物结构配位数也会决定配合物的结构类型。
不同配位数的金属离子会形成不同的配合物结构。
常见的配位数为4、5、6，分别对应四面体型、三角双锥型和八面体型结构。
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
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29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
离子半径与配位数
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非