第7章晶体结构Crystal structure
第7章 晶体结构 Crystal structure 1
7.1分子晶体和分子间作用力(Intermolecularforces)分子的极性7.1.1非极性分子一分子的正电荷重心和负电荷重心重合；极性分子一分子的正电重心和负电重心不重合。键的极性与电负性的差有关。即双原子分子分子的极性取决于键的极性有极性键的分子一定是极性分子极性分子一定含有极性键偶极矩u=qd单位一C·m(德拜)，符号：D矢量，其方向是从正电重心指向负电重心3
7.1 分子晶体和分子间作用力 (Intermolecular forces) 7.1.1 分子的极性 ➢ 非极性分子—分子的正电荷重心和负电荷重心重合； ➢ 极性分子—分子的正电重心和负电重心不重合。 ➢ 键的极性与电负性的差有关。 偶极矩 ＝ q d 单位—C·m(德拜)， 符号：D 矢量，其方向是从正电重心指向负电重心 即 双原子分子 分子的极性取决于键的极性 有极性键的分子一定是极性分子 极性分子一定含有极性键 3
非极性分子μ=0极性分子，u越大，分子极性越强0HXHCIHBrHIH,01.851.11μ/D0.830.45分子极性依次减弱根据μ可以推断某些分子的几何构型如 CS2 μ=0则为直线形分子SO2 μ=1.63则为V形分子
μ=0 非极性分子 μ≠０ 极性分子，μ越大，分子极性越强 分子极性 依次减弱 μ/D 1.85 1.11 0.83 0.45 H HCl HBr HI HX 2O 根据μ可以推断某些分子的几何构型 如 CS2 μ=0 则为直线形分子 SO2 μ=1.63 则为V形分子 4
7.1.2分子间作用力1取向力固有偶极一极性分子本身固有的偶极矩，或称永久偶极取向力一极性分子和极性分子之间的固有偶极与固有偶极之间的静电引力。又称定向力存在一仅存在于极性分子之间2诱导力诱导偶极一在外电场诱导下产生的偶极矩诱导力一诱导偶极与永久偶极之间产生的作用力；存在一极性分子与非极性分子间，，极性分子间5
7.1.2 分子间作用力 1 取向力 极性分子和极性分子之间的固有偶极与固有 偶极之间的静电引力。 固有偶极—极性分子本身固有的偶极矩，或称永久偶极 又称定向力 取向力— 2 诱导力 诱导偶极—在外电场诱导下产生的偶极矩 诱导力—诱导偶极与永久偶极之间产生的作用力； 存在—仅存在于极性分子之间 存在—极性分子与非极性分子间，极性分子间 5
3色散力瞬时偶极一原子核与电子云之间发生瞬时的相对位移，正、负电荷中心暂时不重合：色散力一瞬时偶极产生的作用力极性分子存在一非极性分子间，极性分子间，与非极性分子间分子极性色散作用诱导作用取向作用非-非非-极N1极-极11色散力不仅存在广泛，而且在分子间力中，色散力经常是重要的。6
3 色散力 色散力— 瞬时偶极产生的作用力 瞬时偶极—原子核与电子云之间发生瞬时的相对位移， 正、负电荷中心暂时不重合； 存在—非极性分子间，极性分子间，极性分子 与非极性分子间 分子极性 色散作用 诱导作用 取向作用 非-非 √ 非-极 √ √ 极-极 √ √ √ 色散力不仅存在广泛，而且在分子间力中，色散力经 常是重要的。 6
7.1.3次级键和氢键Secondary bondand hrdrogen bond1氢键的形成H,0分子间的氢键作用表示一如X-H··Y其中X，Y可以是同种原子，也可以是不同元素的原子。形成基本条件：>有与电负性大且 r小的元素如 F，O，N的原子相连的H原子，即氢键给予体。>在这样的H原子附近有电负性大，且r小的元素如F，O，N的原子，即氢键接受体。可形成分子间氢键和分子内氢键
7.1.3 次级键和氢键 Secondary bond and hrdrogen bond 1 氢键的形成 H2O分子间的氢键作用 表示— ··· 其中 X，Y 可以是同种原子，也可以是不同元素的原子。 形成基本条件： ➢ 有与电负性大且 r 小的元素如 F，O，N 的原子相 连的 H 原子 , 即氢键给予体。 ➢ 在这样的 H 原子附近有电负性大，且 r 小的元素 如 F，O，N 的原子，即氢键接受体。 如 X－H ··· Y 可形成分子间氢键和分子内氢键 7
2氢键的特点(1)氢键的方向性和饱和性方向性：X一HY位于一条直线上饱和性：每一个X一H键只能与一个Y原子形成氢键。对弱的氢键，如C一H---O或C一H---N氢键等，其方向性和饱和性不如经典的氢键严格，常形成多个氢键。氧原子260氢原子270碳原子2402808
2 氢键的特点 (1) 氢键的方向性和饱和性 方向性：X―H ··· Y 位于一条直线上 饱和性：每一个X―H 键只能与一个Y 原子形成氢键。 对弱的氢键，如C－H - O或C－H - N 氢键 等，其方向性和饱和性不如经典的氢键严格，常形成 多个氢键。 ● 氧原子 氢原子 碳原子 8
氢键的强度(2)>X，Y的电负性越大，氢键越强氢键键能(E/kJ·mol-1)28.0F-H.F18.80-H05.4N-H...N20.9N-H...F9
(2) 氢键的强度 ➢ X，Y 的电负性越大，氢键越强 氢键 键能(E/ kJ∙mol－1 ) F－H····F 28.0 O－H····O 18.8 N－H····N 5.4 N－H····F 20.9 9
3氢键对化合物熔点和沸点的影响100rH20QHFO0OHTe(0）草装OHIH2SeNHOOSbH3H2SHBrOSnH4AsH3HCIPH3-100GeH4SiH4CH.O-2005342周期10
3 氢键对化合物熔点和沸点的影响 10
分子内氢键分子间氢键0O10熔点熔点45℃96℃114℃11
O N H O O N O O O H O N O O H 熔点： 45 o C 96 114 o C o C O N H O O N O O O H O N O O H 熔点： 45 o C 96 114 o C o 熔点 C 45℃ 熔点 96℃ 114℃ 分子内氢键 分子间氢键 11