离子键理论.ppt

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1、9.3离子键理论离子键理论2023/1/1729.3.1离子键理论离子键理论9.3.2典型的典型的AB型离子晶体型离子晶体9.3.3离子极化离子极化9.3.4晶格能晶格能返回章9.3离子键理论离子键理论下节上节2023/1/173.1.离子键离子键:-+-.9.3.1离子键理论离子键理论(1)形成形成:休息2023/1/174(2)本质本质:静电引力静电引力.(3)特征特征:无方向性无方向性:无饱和性无饱和性:离子电场球形对称离子电场球形对称;离子电场力无方向性离子电场力无方向性.-+9.3.1离子键理论离子键理论2.离子的特征离子的特征:(1)电子构型电子构型(ionic electron

2、configuration):所有简单阴离子所有简单阴离子:8 8 电子构型电子构型电子构型电子构型,如如F-、Cl-、S2-等等.休息2023/1/175 阳离子电子构型阳离子电子构型较复杂较复杂.(2)离子半径离子半径(ionic radius):d=r+r-+-9.3.1离子键理论离子键理论变化规律变化规律(pm):同元素离子同元素离子:Z,r 同周期不同元素离子同周期不同元素离子:同族元素同族元素Z相同的离子相同的离子:Z,r周期数周期数,r7休息目录2023/1/176阳离子电子构型阳离子电子构型:289171818+21s2ns2np6ns2np6nd19ns2np6nd10(n-

3、1)s2(n-1)p6(n-1)d10ns2Li+,Be2+Na+,Mg2+,Al3+,Sc3+Cr3+,Mn2+,Fe2+,3+,Cu2+Cu+,Zn2+,Cd2+,Hg2+Sn2+,Pb2+,Sb3+,Bi3+电子电子构型构型外电子层电子排布式外电子层电子排布式 实例实例.9.3.1离子键理论离子键理论2023/1/177晶体内晶体内(或分子内或分子内)某一个粒子周围最接近的粒某一个粒子周围最接近的粒子数目子数目.1.特征特征:规则规则:阴阳离子相互接触稳定阴阳离子相互接触稳定,配位数大稳定配位数大稳定.配位数配位数:9.3.2典型的典型的AB型离子晶体型离子晶体+5休息2023/1/17

4、8NaCl型型:配位比配位比:6:62.结构类型与离子堆积规则结构类型与离子堆积规则:晶格晶格:面心立方面心立方NaBr、KI、LiF、MgO等等.9.3.2典型的典型的AB型离子晶体型离子晶体晶格晶格:简单立方简单立方CsCl型型:配位比配位比:8:8CsBr、CsI、TlCl等等.晶格晶格:面心立方面心立方ZnS型型(立方型立方型):配位比配位比:4:4例例:BeO、ZnO、HgS等等.休息2023/1/179 配位数为配位数为6:6的晶体的晶体:离子堆积规则离子堆积规则:可解得可解得:9.3.2典型的典型的AB型离子晶体型离子晶体+abc半径比定则半径比定则:配位数和离子半径比值的对应关

5、系配位数和离子半径比值的对应关系.休息2023/1/1710离子半径比与配位数的关系离子半径比与配位数的关系离子半径比与配位数的关系离子半径比与配位数的关系:9.3.2典型的典型的AB型离子晶体型离子晶体休息目录2023/1/17119.3.3离子的极化离子的极化1.离子的极化离子的极化:未极未极化的化的简单简单离子离子离子在外电场中离子在外电场中:离子在外电场作用下产生诱导偶极的过程离子在外电场作用下产生诱导偶极的过程.休息2023/1/17129.3.3离子的极化离子的极化离子极化的强弱主要取决于离子的极化力以及离子极化的强弱主要取决于离子的极化力以及离子的变形性离子的变形性.2.离子的极

6、化力离子的极化力:离子的极化力离子的极化力:某离子使异电荷离子产生变形的能力某离子使异电荷离子产生变形的能力.主要影响因素主要影响因素:Z;r;离子的电子构型离子的电子构型.休息2023/1/17139.3.3离子的极化离子的极化一般来说一般来说:Z,r+,极化力极化力.Z相同相同,r+相近相近,与电子构型有关与电子构型有关:18,(18+2)以及以及2电子构型具电子构型具强极化力强极化力.如如Cu+,Pb2+,Li+等等.8电子构型离子电子构型离子极化力最弱极化力最弱.如如Na+,Ca2+等等.其它电子构型极化力中等其它电子构型极化力中等其它电子构型极化力中等其它电子构型极化力中等.休息20

7、23/1/1714 离子在外电场作用下离子在外电场作用下,外层电子与核发生相对位外层电子与核发生相对位移的性质移的性质.也用极化率也用极化率衡量衡量.主要取决于离子半径的大小主要取决于离子半径的大小.r相近相近,但电荷不同时但电荷不同时:负离子负离子:Z-大大,大大;正离子正离子:Z+大大,小小.r相近相近,Z相同时相同时,与电子构型有关与电子构型有关.3.离子变形性离子变形性:9.3.3离子的极化离子的极化:4.一般规律一般规律休息2023/1/1715 r-相同时相同时,Z+越大越大,阴离子越易被极化阴离子越易被极化;.9.3.3离子的极化离子的极化 Z+相同时相同时,r+越大越大,阴离子

8、越不易被极化阴离子越不易被极化;Z+相同相同,大小相近时大小相近时,r-越易被极化越易被极化;附加极化作用附加极化作用:离子晶体中离子晶体中,每个离子总极化力是离子固有极化每个离子总极化力是离子固有极化力与附加极化力之和力与附加极化力之和.5.对物质结构和性质影响对物质结构和性质影响:休息2023/1/1716键型键型以及以及晶型晶型:性质性质:键的极性键的极性极化作用极化作用增强增强减小减小9.3.3离子的极化离子的极化 如对卤化银物理性质的影响如对卤化银物理性质的影响.休息2023/1/1717AgF AgCl AgBr AgI物物理理性性质质变变化化键型键型晶体类型晶体类型溶解度溶解度化

9、合物颜色化合物颜色电导率电导率金属光泽金属光泽共价键共价键离子键离子键NaCl型型大大浅浅小小弱弱强强大大深深小小ZnS型型9.3.3离子的极化离子的极化休息目录2023/1/17189.3.4晶格能晶格能1.晶格能晶格能(lattice energy):由无限远离的气态正负离子由无限远离的气态正负离子,形成形成1mol离子晶体离子晶体时所放出的热量时所放出的热量.rHmNa+(g)+Cl-(g)NaCl(s)rHm=-788.1kJmol-1U=788.1kJmol-12.晶格能晶格能计算计算:20休息2023/1/1719利用利用Born-Haber循环循环.K(s)+1/2Br2(l)KBr(s)K(g)K+(g)1/2Br2(g)Br(g)Br-(g)fHm(KBr,s)Hm,1 subHm Hm,3=1/2 vapHm(Br2,l)Hm,4=1/2E(Br-Br)Hm,5=-EA Hm,2=I1 Hm,6=-U=+9.3.4晶格能晶格能2023/1/172018下节休息9.3.4晶格能晶格能3.影响因素影响因素:Z:Z,U 例例:U(NaCl)U(CaO)晶体结构类型晶体结构类型;离子电子层结构类型离子电子层结构类型.4.对物理性质影响对物理性质影响:MgO CaO SrO BaOrU熔点熔点硬度硬度小小大大大大小小高高低低大大小小目录