第七章分子结构 7.1离子键理论 7.2化学键参数与分子的物理性质 ■73共价键理论之 ■7.4价健理论 7.5价层电子对排斥模型 7.6分子轨道法 ■7.7金属键理论 78分子间力与氢键
第七章 分子结构 ◼ ７.1 离子键理论 ◼ ７.2 化学键参数与分子的物理性质 ◼ ７.3 共价键理论之一 ◼ ７.4 价健理论 ◼ ７.5 价层电子对排斥模型 ◼ ７.6 分子轨道法 ◼ ７.7 金属键理论 ◼ ７.8 分子间力与氢键
第七章分子结构 各物质结构层次与化学键和分子间力的关系 原子 分子 晶体 2H\共价键 分子间力 →H2On→H2O(分子晶体) 0/ Na→Na+ 离子键 Natch((离子晶体) CI→CI/ 共价键 (金刚石)(原子晶体 金属键 (金属晶体)
第七章 分子结构 ◼ 原子 分子 晶体 2 H \ 共价键 分子间力 → H2O(l) → H2O(s) （分子晶体） O ∕ ◼ Na → Na+ \ 离子键 → Na+Cl- (s) （ 离子晶体） Cl → Cl- ∕ 共价键 ◼ C → C(金刚石) （原子晶体） 金属键 ◼ Na → Na (s) （金属晶体） 各物质结构层次与化学键和分子间力的关系
化学键理论 离子键:NaCh,Ca2O2 共价健:HH,H-C N≡N,H3CCH3, H2C=CH2,HC≡CH 金属键:Na,Mg,A,K,Ca, Fe. cu
化学键理论 ◼ 离子键: Na+Cl- , Ca2+O2- 共价健: H-H , H-Cl, NN , H3C-CH3 , H2C=CH2 , HCCH 金属键: Na, Mg, Al, K, Ca, Fe, Cu …
7.1离子键理论 ■德国 Kossel提出“离子键理论” ■Na→yNa++e 3s 3s →Na+Cr(静电引力) ■Cl+e→Cl 离子化合物 3s23p53s23p6
7.1 离子键理论 ◼ 德国Kossel提出“离子键理论”。 ◼ Na → Na+ + e ◼ 3s 1 3s 0 ◼ → Na+ Cl- (静电引力) ◼ Cl + e → Cl- 离子化合物 ◼ 3s 23p 5 3s 2 3p 6
7.1离子键理论(续) “离子键”定义 由正、负离子依靠静电引力 结合的化学键 8- 、离子键特点 (一)无方向性;(二)不饱和性 配位数:一个离子周围最紧密相 邻的异号离子的数目,称为“配位 数”,主要取决于离子半径比r/ 例:NaC晶体Na+CN.=6;Cl-C.N.=6 (CN. Coordination Number,配位数) 较远的异号离子,也受吸引,尽管引力较
7.1 离子键理论（续） ◼ 一、“离子键”定义 ——由正、负离子依靠静电引力 结合的化学键． ◼ 二、离子键特点 （一）无方向性；（二）不饱和性 ◼ 配位数: 一个离子周围最紧密相 邻的异号离子的数目，称为“配位 数” ，主要取决于离子半径比r + / r - ． ◼ 例: NaCl晶体 Na＋ C.N.＝6； Cl－ C.N.＝6 ◼ (C.N. — Coordination Number，配位数) ◼ 但较远的异号离子，也受吸引，尽管引力较 小
离子键的强度 离子键的强度 用晶格能( Lattice energy,U)表示 (通常不用“键能”表示)。 U↑,离子键强度↑ ■晶格能定义 互相远离的气态正、负离子结合生成1mol离子 晶体的过程所释放的能量的相反数。 例:Na+(g+CIg=NaCl△Hmn 则晶格能定义为 U=-△Hn U(NaCD)=-A Hmo=+776 kJ mol 类似于电子亲合能定义:E4=-△Hn
三、离子键的强度 离子键的强度 ——用晶格能（Lattice Energy, U）表示. （通常不用“键能”表示）。 ◼ U ↑ ，离子键强度↑ ◼ 晶格能定义 ◼ ——互相远离的气态正、负离子结合生成1 mol 离子 晶体的过程所释放的能量的相反数。 ◼ 例： Na＋ (g) + Ｃl－ (g) = NaＣl (s) △rHm ø ◼ 则晶格能定义为： U = -△rHm ø (7.1) ◼ U (NaCl) = -△rHm ø= + 776 kJ.mol-1 ◼ 类似于电子亲合能定义：EA= -△rHm ø
、离子键的强度(续 晶格能的实验测 设计Born Heber cycle,,并利 用Hes定律计算。 ■例如: NC的晶格能(见教 材p165图8-1) Na' CI ■据 Hess' law,一个 过程的热效应与途 径无关
三、离子键的强度(续) ◼ 晶格能的实验测 定——设计BornHeber cycle，并利 用Hess定律计算。 ◼ 例如： NaCl的晶格能(见教 材p.165图８－１)。 ◼ 据Hess’ Law，一个 过程的热效应与途 径无关
aCl/生成的Born- Heber cycle Na(g)+Cl(g)+e 6△H3=+4966AH4=-34k Nat(g)+ CIig Na(g)+ Cl(g) Na(g)+1 C1,(g) △H2,=+122kJ Na(s)+C1(g) AH1=+107kJ 6 △H=-787kJ START △ HaNa(s)]=-4lk Nacl(s END
NaCl(s)生成的Born-Heber cycle
NaCl生成的 Born-Heber cycle Na(g)+ci(g ↑△H2=1(N Na(g)+cl(g) △H4°=EA1Clg) ↑△H2=%D(C12(p) Na(g)+12 CL2(g) Na(g+ cI(g ↑△H1=S(Na() Na(s)+%Cl2(g)始态 ↓△H5=-U(NaCl) ↓△Hn(NaCI(s)NaC(s)终态 根据 Hess'law(或状态函数性质) △ Hm(NaCls)=△H1+△H12+△H3+△H+△Hs
NaCl(s)生成的Born-Heber cycle ◼ Na+ (g) + Cl(g) ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ △H3 ø = I1 (Na(g)) ◼ Na (g) + Cl(g) ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ △H4 ø = -EA1 (Cl(g)) △H2 ø = ½ D (Cl2 (g)) ◼ Na (g) + ½ Cl2 (g） Na+ (g) + Cl- (g) ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ △H1 ø = S (Na(s)) ◼ Na (s) + ½ Cl2 (g) 始态 △H5 ø = - U (NaCl(s)) ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ △fHm ø(NaCl(s)) NaCl(s) 终态 ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ◼ 根据Hess’ Law（或状态函数性质）： △fHm ø(NaCl(s)) = △H1 ø + △H2 ø + △H3 ø + △H4 ø + △H5 ø
晶格能的实验测定 (设计Born- Heber cycle) △Hn(NaC =△H1+△H2+△H3+△H4+△H° /2 D(C2)+ s(Na)+1,(Na)+(-EA(CD)+(-U(NacD) 代入数值,得: U(NaCD)=-AH5=+ 776 kJ. mol-l ■晶格能还可以从理论计算: U= INAAZ+Ze2(1-1/n)|/4Ego (7. 2)
晶格能的实验测定 (设计Born-Heber cycle) ◼ △fHm ø(NaCl(s)) = △H1 ø+ △H2 ø+ △H3 ø+ △H4 ø+ △H5 ø = ½ D(Cl2 ) + S(Na) + I1 (Na) + (-EA(Cl)) + (-U (NaCl)) ◼ 代入数值，得： U (NaCl) = -△H5 ø= + 776 kJ.mol-1 ◼ 晶格能还可以从理论计算： U ＝ [NAA Z +Z –e 2 (1 – 1/n)] / 4 0 r0 （7.2）