第七章分子结构

离子键中键的极性
xA-xB 离子性百分率(%)
与 0.2
元素电负性的关系
0.4 0.6
01 04 09
0.8
15
1.0
22
1.2
30
1.4
39
1.6
47
1.8
55
2.0
63
2.2
70
2.4
76
也可用 Hannay & Smyth 公式 2.6
82
来计算键的离子性。
2.8
86
3.0
89
离子性=[16(△x)+3.5 (△x)2]×100% 3.2
257
-3 223
256
-3 054
2 852 2 614 2 430 1 918
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晶格能可以通过各种 方法计算得到（本课程不 要求），最常用的有以下 几种方法：
● 波恩-哈勃循环 ● 玻恩-兰达公式
● 水合能循环法
f
Hθ
S
I
1 2
D
E
U
U
f
Hθ
S
I
1 2
D
E
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92
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（2）离子键的特点
●
本质是静电引力（库仑引力）f
q q R2
● 没有方向性和饱和性（库仑引力的性质所决定）
NaCl
CsCl
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2、 离子键的解释
带有相反电荷的两个离子(例如A+和B-)彼引接近的 过程中, 系统能量的变化可表示为两核之间距离的函数。
曲线的最低点相应于吸引力等于 排斥力的状态, 该状态下两核间的平 衡距离 R0 叫做核间距(符号为 d )，与 核间距 d 对应的势能(Ed)则是由气态 正、负离子形成离子键过程中放出的 能量。
原子序数的增加而减小，第6章介绍原子半径时提到 “镧系收缩”的概念, 该概念也适用于电荷数为+3 和 Ln3+ 离子。
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Question 1
副篇内容
Solution
能得到真正的“离子半径”吗的?
不论是阴离子还是阳离子，其电荷密度都随半径的增
大而减小。可以设想, 在阴、阳离子相互“接触”的那一
Pauling L在《The Nature of The Chemical Bond》 中提出了用得最广泛的化学键定义：如果两个原子（ 或原子团）之间的作用力强得足以形成足够稳定的、 可被化学家看作独立分子物种的聚集体，它们之间就 存在化学键。简单地说，化学键是指分子内部原子之 间的强相互作用力（几十到几百千焦/摩尔）。
（电子云无明确边界）
◆核间距（nuclear separation）
为两个离子半径之和
◆关键是如何分割（X射线衍射
法）
◆目前使用较多的是鲍林的离子
半径数据，列于附录十一中
◆推荐使用R. D. Shanon半径数据 离子半径随
（考虑到配位数的影响）
配位数的变化
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离子半径变化规律 Ionic radius 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-＜I2) 对同一元素的阳离子而言, 半径随离子电荷升高而减 小。例如: Fe3+＜Fe2+ 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+ 4) 相同电荷的过渡元素和内过渡元素阳离子的半径均随
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4、离子的特征
离子化合 物的性质
取决于
（1）. 离子电荷 (charge)
离子键 的强度
取 决 于
正、负离 子的性质
◆ 电荷越高，对相反电荷的离子静电引力越强，离子 键的键能就越大，化合物的溶沸点越高。
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（2）. 离子半径 (radius) ◆严格讲，离子半径无法确定
副篇内容
§7-8 离子极化
1、极化和变形
●离子是带电体，在其电场的作用下使周围原子（离 子）的核外电子的电子云发生变形，这种现象称为离 子的极化作用。
●离子自身也受其他离子电场的作用，也可以发 生极化，其结果都是使电子云变形，并使阳离子和阴 离子之间产生了额外的吸引力。
●阴离子的半径一般较大，外壳上有较多的电子，易于 被诱导，变形性大。通常研究离子间的相互作用时，一 般考虑阳离子的极化作用(产生电场强度的大小)和阴离 子的变形性。
离子电荷
+1,-1 +1,-1 +1,-1 +1,-1
ro/pm ΔU/kJ·mol-1
231
-923
282
-786
298
-747
323
-704
t (m. p.)/℃
993 801 747 661
MgO CaO SrO BaO
+2,-2 +2,-2 +2,-2 +2,-2
210
-3 791
240
-3 401
（1）离子键的形成
-ne-
nNa(3s1) I1496kJmol1 nNa (2s2 2p6 ) 静电引力 nNaCl
ne-
nCl(3s 2 3p5 ) E348.7kJmol1 nCl (3s2 3p6 )
形成条件 XA – XB > 1.7
形成化学键 -450 kJ·mol-1
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点上, 电荷密度是最小的。如果能测得相邻离子间电荷密
度的变化曲线并找出极小值所在的部位, 该部位就是离子
间的分界线。可惜的是, 极小值的精
确位置很难确定, 它极易受实验不
精确性和两个相邻离子本身性质的
影响，电荷密度曲线上出现的是范
围颇大的一个最低密度区，而不是
一个极小值。
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3、晶格能 (lattice energy)
◆ 定义自由气态正、负离子结合成1mol 的离子晶体时
所放出的能量，以符号U 表示。
M+ (g) + X- (g)
MX (S)
◆ 作用 度量离子键的强度。晶格类型相同时，U与阴、
阳离子电荷数成正比，与离子间距离r0成反比。
化合物
NaF NaCl NaBr NaI
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2. 已明确了的化学键类型
离
离子配键
子 键
离子键 电价配键 离子偶极配键
配
电子对键 极 性 键 共价配键 键
双原
（单、双、 叁键）
非极性键
化 学 键
子共
价键 共
价 键
多原
子共
单电子键 三电子键 共轭 π 键
金 价键 多中心键
属 键
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§7-1 离子键
1、离子键及其特点
第七章
分子结构
引言： 化学键的定义
1. 什么是化学键
2Na (s) + Cl2 (g) 2NaCl (s)
颜色 银灰色 黄绿色
无色
状态 固体 导电性 极强
气体
晶体
极弱 极弱，熔融导电
通电下 无变化 无变化 熔融下反应逆转
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不同的外在性质反映了不同的内部结构
各自内部的结合力不同