第八章 化学键与分子结构详解
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3）对等电子离子而言，半径随负电荷的降低和 正电荷的升高而减小. 例如： O2-＞F-＞Na+＞Mg2+＞Al3+
（3） 离子的电子构型 ◆稀有气体构型(8电子和2电子)构型
◆ 18电子构型 例：ds区元 素,Zn2+、Cu＋、Ag＋ ◆ 18＋2电子构型 例：Pb2+、Sn2+。
◆ 9-17电子构型 d区元素
NaCl 型 离子晶体
NaF NaCl NaBr NaI MgO CaO SrO BaO
Z1 Z2 r+
r-
U 熔点 硬度
/pm /pm /kJ·mol-1 /oC
Fra Baidu bibliotek
1 1 95 136 1 1 95 181 1 1 95 195 1 1 95 216 2 2 65 140 2 2 99 140 2 2 113 140 2 2 135 140
一、离子键理论
1、了解离子键的特征、离子键的强度、 离子的电子构型、离子半径及离子半径 的变化规律；
2、了解三种典型的AB型离子晶体的结构 特征和正负离子半径比对离子晶体结构的 影响。 3、了解离子极化及离子极化对晶体结 构和物质性质的影响；
二、共价键理论
1、了解价键理论及共价键的特征、共价 键的键型、键参数； 2、了解杂化轨道理论，会用杂化轨道理 论说明分子的空间构型；
920 770 733 683 4147 3557 3360 3091
992 3.2 801 2.5 747 <2.5 662 <2.5 2800 5.5 2576 4.5 2430 3.5 1923 3.3
3. 离子的特征
（1） 离子电荷 ◆正离子通常只由金属原子形成，其电荷等于中 性原子失去电子的数目. ◆负离子通常只由非金属原子组成，其电荷等于 中性原子获得电子的数目;出现在离子晶体中的 负离子还可以是多原子离子(SO42-).
8.1 离子键与离子晶体理论
8.1.1 离子键 8.1.2 离子晶体
8.1.3 离子极化对晶体结 构及性质的影响
8.1.1 离子键
1. 离子键的特征 2. 离子键的强度 3. 离子的特征
8.1.1 离子键
电负性差别大的元素原子之间相互结合力。
-ne-
nNa(3s1) I1496kJmol1 nNa (2s2 2p6 )
第二个问题是关于分子的空间构型的问题。
实际上，上述两个问题都能通过实验得以 解决。如：可以测定键长和键角，知道了键 长和键角就能够知道分子的空间构型。又如： 可以测定键能，知道了键能就能够知道化学 键的强度。
化学键理论是为了预测上述两个问题的 答案而提出的，成功的化学键理论，预测的 结果应与实验相符合。若与实验不符，则应 加以修正，直至能与实验相符合。各种化学 键理论的发展都经历了这样的一个过程。
影响晶格能的因素：
① 离子的电荷(晶体类型相同时) Z↑，U↑ 例：U(NaCl)<U(MgO)
② 离子的半径(晶体类型相同时) R↑，U↓ 例：U(MgO)>U(CaO)
③ 晶体的结构类型
④ 离子电子层结构类型
晶格能对离子晶体物理性质的影响：
离子电荷数大,离子半径小的离子晶体晶格能大,相 应表现为熔点高、硬度大等性能。
例如：NaCl(s) △ rHm Na+ (g) + Cl- (g)
U 786kJ mol-1
Born-Lande公式
U KAZ1Z2 (1 1 )
R0
n
当 R0 以pm，U 以 kJ mol 1 为单位时，
U 138940 AZ1Z2 (1 1 ) kJ mol 1
R0
n
式中：R0—正负离子核间距离， Z1，Z2 —分别为正负离子电荷的绝对值， A —Madelung常数,与晶体类型有关， n —Born指数,与离子电子层结构类型有关。
（2）离子半径
◆严格讲，离子半径无法确定（电子云无 明确边界） ◆核间距的一半
离子半径变化规律
1）对同一主族具有相同电荷的离子而言，半径自上 而下增大.
例如： Li＋＜Na+＜K+＜Rb+＜Cs+；F-＜Cl-＜Br-＜I-
2）对同一元素的正离子而言, 半径随离子电荷升 高而减小. 例如: Fe3+＜Fe2+
第八章 化学键与分子结构
问题：原子与原子为什么能相互结合而成分子或晶
体？以什 么方式结合？在空间怎样排列？
重点讨论：分子形成过程、分子中原子间作用力
（即化学键）的类型及本质、分子（或晶体）的空 间构型、分子间的相互作用力、分子结构与物质理 化性质之间关系及不同类型晶体的特征等方面问题。
通过对微观结构的研究，深入了解物质的化 学性质极其变化规律。
化学键 分子或晶体中相邻原子 (或离子)之 间强烈的吸引作用称为化学键。
化学键理论 离子键理论 共价键理论 金属键理论
分子结构包括两个方面的问题：
(1) 分子内部原子间是靠什么样的作用 力结合的？ (2) 分子内部原子是怎样排列的？
第一个问题是关于化学键的问题，它涉及化 学键的本质、化学键的键型和化学键的强度 等几个方面。
(2)没有方向性和饱和性（库仑引力的性质所决定）
NaCl
CsCl
这个例子能够说明一个离子周围的异电荷离子数 与各自所带电荷的多少(或者说由引而产生的作用 力的强弱)无关.
2. 离子键的强度 离子键的强度用晶格能（U）来表示 晶格能（U）是指将离子晶体完全转变为 气态正离子和气态负离子所需要的能量。
ne-
nCl(3s2 3P5 ) E348.7kJmol 1 nCl (3s2 3p6 )
静电 引力 nNaCl
1. 离子键的特征
(1)本质是静电引力（库仑引力）
q q f
R2
部分化学键中离子键成分与元素电负性的关系
形成条件 XA-XB>1.7
没有离子性为100％的离子键，即 使是CsF(Δx最大)，键的离子性也 只有约92%。这说明离子键都有部 分共价键的作用。共价键与离子键 的差别在于，共价键是由原子轨道 重叠而形成的。
3、初步了解分子轨道理论，熟悉同核双 原子分子的分子轨道能级图及电子排布， 会用分子轨道理论说明同核双原子分子 的稳定性和磁性；
三、分子间力、氢键和分子晶体
1、了解分子的极性和分子的变形性，了解 分子间力，会用分子间力说明物质的熔点、 沸点； 2、了解氢键的形成和特点，了解氢键对物 质性质的影响。
（3） 离子的电子构型 ◆稀有气体构型(8电子和2电子)构型
◆ 18电子构型 例：ds区元 素,Zn2+、Cu＋、Ag＋ ◆ 18＋2电子构型 例：Pb2+、Sn2+。
◆ 9-17电子构型 d区元素
NaCl 型 离子晶体
NaF NaCl NaBr NaI MgO CaO SrO BaO
Z1 Z2 r+
r-
U 熔点 硬度
/pm /pm /kJ·mol-1 /oC
Fra Baidu bibliotek
1 1 95 136 1 1 95 181 1 1 95 195 1 1 95 216 2 2 65 140 2 2 99 140 2 2 113 140 2 2 135 140
一、离子键理论
1、了解离子键的特征、离子键的强度、 离子的电子构型、离子半径及离子半径 的变化规律；
2、了解三种典型的AB型离子晶体的结构 特征和正负离子半径比对离子晶体结构的 影响。 3、了解离子极化及离子极化对晶体结 构和物质性质的影响；
二、共价键理论
1、了解价键理论及共价键的特征、共价 键的键型、键参数； 2、了解杂化轨道理论，会用杂化轨道理 论说明分子的空间构型；
920 770 733 683 4147 3557 3360 3091
992 3.2 801 2.5 747 <2.5 662 <2.5 2800 5.5 2576 4.5 2430 3.5 1923 3.3
3. 离子的特征
（1） 离子电荷 ◆正离子通常只由金属原子形成，其电荷等于中 性原子失去电子的数目. ◆负离子通常只由非金属原子组成，其电荷等于 中性原子获得电子的数目;出现在离子晶体中的 负离子还可以是多原子离子(SO42-).
8.1 离子键与离子晶体理论
8.1.1 离子键 8.1.2 离子晶体
8.1.3 离子极化对晶体结 构及性质的影响
8.1.1 离子键
1. 离子键的特征 2. 离子键的强度 3. 离子的特征
8.1.1 离子键
电负性差别大的元素原子之间相互结合力。
-ne-
nNa(3s1) I1496kJmol1 nNa (2s2 2p6 )
第二个问题是关于分子的空间构型的问题。
实际上，上述两个问题都能通过实验得以 解决。如：可以测定键长和键角，知道了键 长和键角就能够知道分子的空间构型。又如： 可以测定键能，知道了键能就能够知道化学 键的强度。
化学键理论是为了预测上述两个问题的 答案而提出的，成功的化学键理论，预测的 结果应与实验相符合。若与实验不符，则应 加以修正，直至能与实验相符合。各种化学 键理论的发展都经历了这样的一个过程。
影响晶格能的因素：
① 离子的电荷(晶体类型相同时) Z↑，U↑ 例：U(NaCl)<U(MgO)
② 离子的半径(晶体类型相同时) R↑，U↓ 例：U(MgO)>U(CaO)
③ 晶体的结构类型
④ 离子电子层结构类型
晶格能对离子晶体物理性质的影响：
离子电荷数大,离子半径小的离子晶体晶格能大,相 应表现为熔点高、硬度大等性能。
例如：NaCl(s) △ rHm Na+ (g) + Cl- (g)
U 786kJ mol-1
Born-Lande公式
U KAZ1Z2 (1 1 )
R0
n
当 R0 以pm，U 以 kJ mol 1 为单位时，
U 138940 AZ1Z2 (1 1 ) kJ mol 1
R0
n
式中：R0—正负离子核间距离， Z1，Z2 —分别为正负离子电荷的绝对值， A —Madelung常数,与晶体类型有关， n —Born指数,与离子电子层结构类型有关。
（2）离子半径
◆严格讲，离子半径无法确定（电子云无 明确边界） ◆核间距的一半
离子半径变化规律
1）对同一主族具有相同电荷的离子而言，半径自上 而下增大.
例如： Li＋＜Na+＜K+＜Rb+＜Cs+；F-＜Cl-＜Br-＜I-
2）对同一元素的正离子而言, 半径随离子电荷升 高而减小. 例如: Fe3+＜Fe2+
第八章 化学键与分子结构
问题：原子与原子为什么能相互结合而成分子或晶
体？以什 么方式结合？在空间怎样排列？
重点讨论：分子形成过程、分子中原子间作用力
（即化学键）的类型及本质、分子（或晶体）的空 间构型、分子间的相互作用力、分子结构与物质理 化性质之间关系及不同类型晶体的特征等方面问题。
通过对微观结构的研究，深入了解物质的化 学性质极其变化规律。
化学键 分子或晶体中相邻原子 (或离子)之 间强烈的吸引作用称为化学键。
化学键理论 离子键理论 共价键理论 金属键理论
分子结构包括两个方面的问题：
(1) 分子内部原子间是靠什么样的作用 力结合的？ (2) 分子内部原子是怎样排列的？
第一个问题是关于化学键的问题，它涉及化 学键的本质、化学键的键型和化学键的强度 等几个方面。
(2)没有方向性和饱和性（库仑引力的性质所决定）
NaCl
CsCl
这个例子能够说明一个离子周围的异电荷离子数 与各自所带电荷的多少(或者说由引而产生的作用 力的强弱)无关.
2. 离子键的强度 离子键的强度用晶格能（U）来表示 晶格能（U）是指将离子晶体完全转变为 气态正离子和气态负离子所需要的能量。
ne-
nCl(3s2 3P5 ) E348.7kJmol 1 nCl (3s2 3p6 )
静电 引力 nNaCl
1. 离子键的特征
(1)本质是静电引力（库仑引力）
q q f
R2
部分化学键中离子键成分与元素电负性的关系
形成条件 XA-XB>1.7
没有离子性为100％的离子键，即 使是CsF(Δx最大)，键的离子性也 只有约92%。这说明离子键都有部 分共价键的作用。共价键与离子键 的差别在于，共价键是由原子轨道 重叠而形成的。
3、初步了解分子轨道理论，熟悉同核双 原子分子的分子轨道能级图及电子排布， 会用分子轨道理论说明同核双原子分子 的稳定性和磁性；
三、分子间力、氢键和分子晶体
1、了解分子的极性和分子的变形性，了解 分子间力，会用分子间力说明物质的熔点、 沸点； 2、了解氢键的形成和特点，了解氢键对物 质性质的影响。