第四章：化学键与分子结构 第四章：化学健与分子结构 4.1离子键理论 目 目目目 厨阳离子之间用库仑力相夏作用形成的化学铺叫 0k.J/mo 互作用力 不过高干能的能能定义并无大 离子健 黄单高子的核电荷（正电荷）与它的拔 本上 只是子的形 子电餐之义说所有存在大调限有子带体都表青 球地动 离子键 2、离子构型 构型：d区完素表现非族价时最外层有9： 为18+ 、A装元正 称移e 如Na的 不在的精正电 麻 离子键 离子键 半轻的思都大有子 地缩小 中一种高子的半 尔智密标度的到 2310m 外 最将 F- ,得出另一套 3 1  第四章：化学键与分子结构 第四章：化学键与分 子 结 构 离子键 金属键 作业 本章要求 共价键 分子间力 4.1 离子键理论 一、基本要点 阴阳离子之间用库仑力相互作用形成的化学键叫 做离子键。 离子键的强度应当用拆开（均裂）1摩尔气态“离 子键分子”(例如Na + Cl –)得到气态中性原子(Na和Cl)所 需要的能量。 如：这样计算得到的NaCl的键能为450kJ/mol。 这说明，离子键的能量数量级与共价键相同，是一种 强相互作用力。不过离子键的键能定义并无多大实用 价值，因为气态离子型分子通常遇不到。 离子键—既没有方向性，又没有饱和性。 离 子 键 典型的离子晶体是指由带电的原子——阴离子和 阳离子通过离子键相互作用形成的晶体。 如：KCl晶体中存在K + 离子和Cl –离子，K + 离子 与Cl –离子之间的相互作用力是离子键。在KCl这样的 典型离子晶体中没有分子，只有离子，没有其他化学 键，只有离子键。 但是，完全由单原子离子构成的离子晶体在总量 上并不多，大量离子晶体并非只有离子或只有离子键。 例如，尽管KNO 3只有离子—K + 离子和NO 3 –离子，它 们之间的化学键是离子键，然而在NO 3 –离子内的化学 作用力却是共价键。 广义地说，所有存在大量阴阳离子的晶体都是离 子晶体。 二、离子的特征 简单离子可以看成带电的球体，它的特征主要有 离子电荷、离子的电子构型和离子半径3个方面。对 于复杂离子，还要讨论其空间构型等问题。 1、离子电荷 离子电荷是简单离子的核电荷(正电荷)与它的核 外电子的负电荷的代数和。 如：Na + 和Ag + 的离子电荷都是+1，在它们周围 呈现的正电场的强弱不相等，否则难以理解NaCl与 AgCl在性质上为何有如此巨大的差别。由此可见，所 谓离子电荷,在本质上只是离子的形式电荷。 Na + 和Ag + 的形式电荷都等于+1,有效电荷（Z*） 却并不相等。不难理解,Ag + 离子的有效电荷大大高于 Na + 离子。这是由于它们的电子层构型不同。 离 子键 离 子键 2、离子构型 通常把处于基态的离子电子层构型简称为离子构 型。负离子的构型大多数呈稀有气体构型，即最外层 电子数等于8。正离子则较复杂，可分如下5种情况： (1)2e构型：第二周期的正离子的电子层构型为2e  构型，如Li + 、Be 2+ 等。 (2)8e构型：从第三周期开始的IA、IIA族元素正 离子的最外层电子层为8e，简称8e构型，如Na + 等； Al 3+ 也是8e构型；IIIB—VIIB族元素的最高价也具有 8e构型[不过电荷高于+4的带电原子（如Mn 7+ ）并不 以正离子的方式存在于晶体之中]。 (3)18e构型：IB、IIB族元素表现族价时，如Cu + 、 Zn 2+ 等，具有18e构型；p区过渡后元素表现族价时， 如Ga 3+ 、Pb 4+ 等也具有18e构型。 (4）9­17e构型：d区元素表现非族价时最外层有9­ 17个电子，如Mn 2+ 、Fe 2+ 、Fe 3+ 等。 (5)(18+2)e构型：p区的金属元素低于族价的正 价，如Tl + 、Sn 2+ 、Pb 2+ 等，它们的最外层为2e，次外 层为18e，称为18+2e构型。 在离子电荷和离子半径相同的条件下，离子构型 不同，正离子的有效正电荷的强弱不同，顺序为： 8e<9­17e<18e或18+2e 这是由于，d电子在核外空间的概率分布比较松 散，对核内正电荷的屏蔽作用较小，所以d电子越多， 离子的有效正电荷越大。 离 子键 3、离子半径 离子半径是根据实验测定离子晶体中正负离子 平衡核间距估算得出的。离子晶体的核间距可用 X—射线衍射的实验方法十分精确地测定出来，但 单有核间距不行，必须先给定其中一种离子的半 径，才能算出另一种离子的半径。 1927年，泡林认为哥尔智密特标度的基础数据 之一—氧离子的半径为132pm，小于氟离子半径 （133pm），不合理，另外提出一套推算离子半径 的理论方法，最终将氧离子的半径定为140pm，氟 离子半径定为136pm，以此为基础，得出另一套离 子半径数据，即泡林（离子）半径。 离 子键 离 子键 泡林半径的思想大致有如下三个要点： (1)具有相同电子层构型的离子半径随核电荷增 大成比例地缩小。例如，泡林认为，Na +离子和F –  离子的电子层构型都是1s 2 2s 2 2p 6 ，核电荷数分别为 +11和+9，前者比后者大30%，因而前者的半径也 应该相应比后者缩小30%。经测定NaF晶体中阴阳 离子的平衡核间距为231pm，按这种假设： r(Na + )=(1­30%)r(F­)=0.7r(F­) r(Na+)+r(F­)=231pm  1.7r(F­)=231pm  即:r(F­)=136  r(Na+)=95pm