固有结构.pptx

范德华力特征：范德华力特征：a.永远存在于分子或原子间永远存在于分子或原子间b.短程作用短程作用(几个几个pm)，c.非常弱的相互作用非常弱的相互作用 一般一般 2 20 kJmol-1d.无方向性和饱和性无方向性和饱和性2.分子间作用力分子间作用力(范德华力）范德华力）范德华力范德华力包括包括：a.取向力取向力(刻松力刻松力)极性分子和极性分子之间的作用力极性分子和极性分子之间的作用力 取向力取向力b.诱导力诱导力(德拜力德拜力)分分子子间间通通过过诱诱导导偶偶极极产产生生的的作作用用力力叫叫诱导力诱导力或或德拜力德拜力诱导力诱导力c.色散力色散力(伦敦力伦敦力)由于分子的振动，可能在某个由于分子的振动，可能在某个瞬间发生正负电荷重心的分离瞬间发生正负电荷重心的分离而形成瞬间的偶极矩；这种瞬而形成瞬间的偶极矩；这种瞬间出现的偶极称为间出现的偶极称为瞬时偶极瞬时偶极。人们常把瞬时偶极间的作用力人们常把瞬时偶极间的作用力称为称为色散力或伦敦力。色散力或伦敦力。色散力色散力大多数分子间力都以色散力为主。大多数分子间力都以色散力为主。取向力取向力 诱导力诱导力 色散力色散力极性分子极性分子 极性和非极性分子极性和非极性分子 非极性分子非极性分子 色散力的大小色散力的大小:一般来说，分子的体积越大，分子间色散力一般来说，分子的体积越大，分子间色散力也越大。也越大。分子间作用力对化合物性质的影响：分子间作用力对化合物性质的影响：熔点、沸点；熔点、沸点；气化热、熔化热；气化热、熔化热；溶解度；溶解度；粘度等。粘度等。分子间力对物质的性质的影响分子间力对物质的性质的影响例一：为什么不同的物质，有不同的聚集状态？例一：为什么不同的物质，有不同的聚集状态？常温：常温：F2(g)Cl2(g)Br2(l)I2(s)非极性分子，色散力依次增大非极性分子，色散力依次增大 因为分子量依次增大，变形性依次增大，色散力依次因为分子量依次增大，变形性依次增大，色散力依次增大，所以，分子与分子靠得越来越近。增大，所以，分子与分子靠得越来越近。例二：为什么不同的物质，有不同的例二：为什么不同的物质，有不同的mp.&bp.?HCl HBr HI mp.&bp.依次升高依次升高 P固有固有 依次减小，依次减小，F取取 依次减小，依次减小，F诱诱依次减小依次减小 变形性依次增大，变形性依次增大，F色色 依次增大（主要依次增大（主要）2-4-2 氢键氢键我们知道，水的一些物理现象有些反常现象，例如，我们知道，水的一些物理现象有些反常现象，例如，水的比热特别大，水的密度在水的比热特别大，水的密度在277.3K最大；水的沸最大；水的沸点比氧族同类氢化物的沸点高等。为什么水有这些点比氧族同类氢化物的沸点高等。为什么水有这些奇异的性质呢奇异的性质呢?显然这与水分子的缔合现象有关，人显然这与水分子的缔合现象有关，人们为了说明分子缔合的原因，提出了氢键学说。们为了说明分子缔合的原因，提出了氢键学说。一、氢键的形成一、氢键的形成通式：通式：XHYX,Y=F,O,N(电负性大、半径小、含电负性大、半径小、含孤电子对孤电子对)键能：键能：42 kJmol-1在在 N、O和和 F的氢化物分子中，由于这些元素的的氢化物分子中，由于这些元素的电负性较大，对价电子有强烈的吸引，氢原子电负性较大，对价电子有强烈的吸引，氢原子核就会部分地核就会部分地“暴露暴露”在分子表面，这些氢原在分子表面，这些氢原子就可能吸引另一个分子中子就可能吸引另一个分子中N、O、F等原子上等原子上的孤电子对。二个这样的原子和氢原子核之间的孤电子对。二个这样的原子和氢原子核之间的作用称为的作用称为氢键氢键。在在 N，O，F 等原子之间形成的氢键有等原子之间形成的氢键有:氢键的氢键的特征：特征：a.比化学键弱、比范德华力强，与元素的电负比化学键弱、比范德华力强，与元素的电负性大小有关。性大小有关。一般在一般在 20 40 kJ/molb.有方向性、有饱和性有方向性、有饱和性液态：液态：直线形直线形 2配位配位 固态：折线形固态：折线形 2或或3配配位位氢键的键长：氢键的键长：F HF|270 pm|E HF=28 kJ/mol E F H=565 kJ/mol 分子间氢键分子间氢键（冰的结构冰的结构）分子内氢键分子内氢键c.有分子内和分子外之分有分子内和分子外之分氢键对化合物性质的影响：氢键对化合物性质的影响：熔点、沸点；熔点、沸点；气化热、熔化热；气化热、熔化热；结构；结构；粘度；粘度；酸性；酸性；化学反应性等。化学反应性等。m.p.&b.p.分子间有氢键，分子间结合力强，当这些物质分子间有氢键，分子间结合力强，当这些物质熔化或气化时，除了要克服纯粹的分子间力外，熔化或气化时，除了要克服纯粹的分子间力外，还必须提高温度，额外地供应一份能量来破坏还必须提高温度，额外地供应一份能量来破坏分子间的氢键，所以这些物质的熔点、沸点比分子间的氢键，所以这些物质的熔点、沸点比同系列氢化物的高。如同系列氢化物的高。如NH3、HF、H2O。溶解度溶解度 在极性溶剂中，如果溶质分子与溶剂分子之间可以在极性溶剂中，如果溶质分子与溶剂分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大。例如形成氢键，则溶质的溶解度增大。例如HF、NH3在在水中的溶解度就比较大。水中的溶解度就比较大。粘度粘度 分子间有氢键的液体，一般粘度较大。分子间有氢键的液体，一般粘度较大。密度密度 分子缔合的结果会影响液体的密度。分子缔合的结果会影响液体的密度。例如：例如：2个个H2O缔合成双分子缔合分子缔合成双分子缔合分子(H2O)2,最稳定；最稳定；3个个H2O(H2O)3；n个个H2O(H2O)n 放热放热 q H2O H2S()CaO CaCl2 KCl()HI HBr HCl ()MgO NaF NaBr NH3 PH3例例3：(1)为什么钠的卤化物熔点比相应硅的卤化物高？为什么钠的卤化物熔点比相应硅的卤化物高？(2)为什么为什么NaF NaCl NaBr NaI 熔点依次降低熔点依次降低,而而SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4熔点依次升高？熔点依次升高？3-3 混合型晶体混合型晶体石墨晶体石墨晶体3.4离子的极化离子的极化 问题的提出：问题的提出：在讨论某些晶体的熔沸点时发现有一些奇怪的现象，在讨论某些晶体的熔沸点时发现有一些奇怪的现象，如如AlCl3、HgCl2等物质的等物质的熔点都很低熔点都很低，不象离子晶体那，不象离子晶体那样高。为什么？样高。为什么？再比如，再比如，NaCl和和CuCl晶体的阳、阴离子电荷相同，晶体的阳、阴离子电荷相同，Na+的半径的半径(95pm)和和Cu+的半径的半径(96pm)又极为相近，但又极为相近，但性质确有很大差别，如性质确有很大差别，如NaCl在水中溶解度大，而在水中溶解度大，而CuCl在水中的溶解度小。如何从理论上说明之？在水中的溶解度小。如何从理论上说明之？以上现象说明，除了离子半径、离子电荷外，还以上现象说明，除了离子半径、离子电荷外，还有别的因素影响着离子晶体的性质，这就是离子极化。有别的因素影响着离子晶体的性质，这就是离子极化。一、离子极化的概念一、离子极化的概念1、离子极化、离子极化 分子极化的概念推广到离子体系，就是离子分子极化的概念推广到离子体系，就是离子极化。极化。离子极化的强弱，决定于二个因素：离子极化的强弱，决定于二个因素：（阳）离子的极化力和（阳）离子的极化力和（阴）离子的变形性。（阴）离子的变形性。2、离子的极化力、离子的极化力离子使其他离子（或分子）极化（变形）的能力。离子使其他离子（或分子）极化（变形）的能力。它与离子的电荷，离子的半径以及离子的价电子构它与离子的电荷，离子的半径以及离子的价电子构型有关。型有关。3、离子的变形性、离子的变形性离子变形的难易程度。离子变形的难易程度。离子的变形性主要与离子半离子的变形性主要与离子半径有关。径有关。关键词：关键词：离子极化、极化力、变形性离子极化、极化力、变形性 三、离子极化的规律三、离子极化的规律1、影响离子极化力的因素、影响离子极化力的因素(a)离子的电荷。电荷高的极化力强。离子的电荷。电荷高的极化力强。例：极化力例：极化力 Al3+Mg2+Na+(b)离子的外层电子构型（离子的外层电子构型（难点难点）一般极化力：一般极化力：18(18+2)电子构型电子构型917电子构型电子构型8电子构型电子构型(c)离子的半径。半径小的极化力强。离子的半径。半径小的极化力强。例：极化力例：极化力 Mg2+Ca2+;Zn2+Cd2+问题问题1：阴离子没有极化能力，这种说法对吗？：阴离子没有极化能力，这种说法对吗？2、影响离子变形性的因素、影响离子变形性的因素(a)负离子负离子的电荷越多，变形性越大；的电荷越多，变形性越大；(和阳离子刚好和阳离子刚好相反相反)例：变形性例：变形性 O2-F-;S2-Cl-(b)离子的半径越大，其变形性越大；离子的半径越大，其变形性越大；例：变形性例：变形性 I-Br-Cl-(C)离子的电子层构型离子的电子层构型 变形性：变形性：18(18+2)电子构型电子构型917电子构型电子构型8电子构型电子构型 问题问题2：阳离子会变形吗？何种情况下变形？：阳离子会变形吗？何种情况下变形？3、离子的相互（附加）极化（一般了解）、离子的相互（附加）极化（一般了解）四、离子极化对物质结构和性质的影响四、离子极化对物质结构和性质的影响 1、离子极化对键型的影响、离子极化对键型的影响 极化导致阳、阴离子外层轨道程度不同地发生极化导致阳、阴离子外层轨道程度不同地发生重叠，阳、阴离子的和间距（既键长）缩短，重叠，阳、阴离子的和间距（既键长）缩短，键的极性减弱，从而键的极性减弱，从而使键型有可能发生从离子使键型有可能发生从离子键向共价键过渡的变化。键向共价键过渡的变化。卤化银的键型变化卤化银的键型变化 卤化银卤化银AgFAgClAgBrAgIX-半径半径/pm136181195216离子半径离子半径之和之和/pm262307321342键长键长/pm246277288299键键 型型离子键离子键过渡键型过渡键型过渡键型过渡键型共价键共价键2、离子极化对晶体构型的影响、离子极化对晶体构型的影响 如果离子极化作用很强，阴离子变形性又如果离子极化作用很强，阴离子变形性又大，会产生足够大的诱导偶极而产生附加引力，大，会产生足够大的诱导偶极而产生附加引力，破坏离子固有的振动规律，缩短离子间的距离，破坏离子固有的振动规律，缩短离子间的距离，使使晶体向配位数减小的晶体构型转变。晶体向配位数减小的晶体构型转变。AgCl AgBr AgI NaCl型型 NaCl型型 ZnS型型3、晶体的物理性质、晶体的物理性质溶解度（增加还是溶解度（增加还是减少减少）？）？熔点（升高还是熔点（升高还是降低降低）？）？晶体颜色（晶体颜色（加深加深还是变浅）？还是变浅）？一、填空题：(共18分)1.某元素，其M2+离子的外层电子构型为：ns2np6nd5，该元素的原子半径在同族元素中是最小的，则该元素的的原子序数为_，元素符号是_。2.某元素最后填充的是两个n=3,l=2的电子，则该元素的原子序数是_，未成对电子数有_个，最高氧化值是_。3.量子力学从微观粒子具有波粒两象性出发，认为微观粒子的运动可用_来描述，它是通过解量子力学的基本方程_来求得的，而解该方程时，必须引人_个量子数。4.量子数n=3,l=2,m=-1的原子轨道中，最多可容纳的电子数为_。Mn25224+4几率波几率波薛定谔方程薛定谔方程n l m 三三2个个5填充下列各表。分子或离子SnCl-3XeO4ICl-2SO2BrF3空间构型6 O2-分子离子的分子轨道分布式为_，键级_，磁矩_B.M。三角锥三角锥平面正方形平面正方形“T”字字形形直线直线“V”字字形形1.5级级1.73二、选择题：(共16分)1.下列元素电负性次序正确的是_。(a)MgAlSO (b)AlMgSO (c)OSAlMg (d)OSMgAl2.37号元素的最外层电子，其四个量子数的组合正确的是_。(a).n=5 l=0 m=0 ms=-1/2 (b).n=5 l=1 m=0 ms=+1/2(c).n=5 l=1 m=1 ms=-1/2 (d).n=6 l=0 m=0 ms=+1/23.下面是四个原子的外层电子构型，判断其第一电离能最低的是：_。(a)3s23p3 (b)3s23p4 (c)3s23p5 (d)3s23p6 4 下列分子或离子中,具有顺磁性的是_。(a)NO+(b)N2 (c)C2 (d)B2 Cabd5 下列各组分子中具有极性键但不是极性分子的是_。(a)H2 N2 Cl2 (b)HgCl2 CCl4 BeCl2 (c)CO2 CH4 SO2 (d)CS2 PCl3 BF36 下列分子中不存在氢键的是_。(a)(CH3)3CCHO (b)(CH3)2CHCOOH (c)(CH3)3COH (d)H3BO37 下列分子中，键角大小次序正确的是_。(a)BeCl2=CO2NH3H2O (b)BeCl2=CO2NH3H2O(c)BeCl2=CO2H2ONH3 (d)BeCl2=CO2H2ONH38 某元素基态原子失去三个电子后，其角量子数为2的轨道半充满，其原子序数为：_。(a)25 (b)26 (c)27 (d)28baba三、简答题：(共6分).1.镧系收缩指的是什么？它给元素的性质带来怎样的影响？2.33号元素是什么？它有几个未成对电子？这些未成对电子的四个量子数可如何表示？