(4.3.1)--4.3离子晶体与离子键.pdf

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1、离子键和离子晶体 离子键 (Ionic Bonds)nNaCl 静电引力 形成化学键 450 kJ mol1 离子键 (Ionic Bonds)离子键的特点 没有方向性和饱和性 本质是静电引力（库仑引力）qqFR 2离子键的特点 NaCl CsCl 离子键的特点 没有方向性和饱和性 键的离子性不元素电负性有关 本质是静电引力（库仑引力）非极性共价键 极性共价键 离子键 极性减小 化学键离子性成分与电负性差的关系 xA-xB 离子性成分(%)xA-xB 离子性成分(%)0.2 1 1.8 55 0.4 4 2.0 63 0.6 9 2.2 70 0.8 15 2.4 76 1.0 22 2.6

2、82 1.2 30 2.8 86 1.4 39 3.0 89 1.6 47 3.2 92 离子键形成条件 A B 1.7 晶格能(lattice energy)1mol 的离子晶体解离为自由气态离子时所吸收的能量，以符号U 表示。定义 MX(S)M+(g)+X(g)用以度量离子键的强度。晶格类型相同时，U 不正、负离子电荷数成正比，不它们之间的距离 r0 成反比。晶格能越大，正、负离子间结合力越强，相应晶体的熔点越高、硬度越大、压缩系数和热膨胀系数越小。晶格能与离子化合物的熔点 化合物 离子电荷 r0/pm U/kJ mol-1 m.p./NaF+1,-1 231 923 993 NaCl+1

3、,-1 282 786 801 NaBr+1,-1 298 747 747 NaI+1,-1 323 704 661 MgO+2,-2 210 3791 2852 CaO+2,-2 240 3401 2614 SrO+2,-2 257 3223 2430 BaO+2,-2 256 3054 1918 离子的特征 离子化合 物的性质 取决于 离子键 的强度 取决于 正、负离 子的性质 离子电荷 (charge)1 离子半径 (radius)2 离子的电子构型 (electronic configuration)3 离子的特征 1.离子电荷 (charge)正离子通常只由金属原子形成，其电荷等于中

4、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，如 。2-4SO离子的特征 2.离子半径(radius)d r+r MgO d =210 pm d =r +r =210 pm Mg2+O2 离子的特征 离子半径变化规律 同一主族具有相同电荷的离子，半径自上而下增大。LiNa+K+Rb+Cs+；FClBrI 例如 离子半径变化规律 同一元素的正离子,半径随离子电荷升高而减小。Fe3+Fe2+例如 离子半径变化规律 等电子离子，半径随负电荷的降低和正电荷的升高而减小。O2FNa+Mg2+Al3+例如 离子半径变化规律

5、 同一种离子，配位数大时其半径大，配位数小时其半径小。Ge4+配位数 半径/pm 4 39 6 53 离子的特征 3.离子的电子构型(electronic configuration)稀有气体组态(8电子和2电子组态)：1 H He 2 Li Be B C N O F Ne 3 Na Mg Al Si P S Cl Ar 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt

6、 Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 7 Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og 离子的特征 3.离子的电子构型(electronic configuration)拟稀有气体组态(18电子组态)：1 H He 2 Li Be B C N O F Ne 3 Na Mg Al Si P S Cl Ar 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6

7、Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 7 Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og 离子的特征 3.离子的电子构型(electronic configuration)含惰性电子对的组态(182电子组态)：1 H He 2 Li Be B C N O F Ne 3 Na Mg Al Si P S Cl Ar 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru

8、Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 7 Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og 离子的特征 3.离子的电子构型(electronic configuration)丌规则组态(9-17电子组态)：1 H He 2 Li Be B C N O F Ne 3 Na Mg Al Si P S Cl Ar 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br

9、Kr 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 7 Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og 离子的特征 3.离子的电子构型(electronic configuration)丌规则组态(9-17电子组态)拟稀有气体组态(18电子组态)稀有气体组态(8电子和2电子组态)含惰性电子对的组态(182电子组态)物质 离子 电荷 半径/pm 构型 溶解性 NaCl Na+1 99 8电子 易溶 AgCl Ag+1 100 18电子 难溶 离子晶体(Ionic solids)高熔点、高沸点、高硬度，脆性，溶液中、熔融状态导电 离子晶体的特点 离子晶体(Ionic solids)+F 位错+