2.1.2已明确了的化学键类型 离子配 键 电价键一离子键.电价配键 离子偶极配键. 配键 电子对键 极性键. 共价配键 (单、双、叁键) 非极性键 双原子 化学键 共价键 单电子键 三电子键 共价键 多原子 共轭π键 共价键 多中心键 金属键 6 上页 下页 节首 节尾
6 化 学 键 共价键 金属键 离 子 配 键 离子偶极配键 离子键 电价配键 配键 双原子 共价键 多原子 共价键 电子对键 (单、双、叁键) 单电子键 三电子键 共轭 π 键 多中心键 极 性 键 共价配键 非极性键 2.1.2 已明确了的化学键类型 电价键
2.2 离子键理论(ionic bond theory) 2.2.1离子键的形成 -ne nNa(3s') ☑=496kmm →nNa(2s22p) 静电引力>nNaCl +ne nCl(3s23P5) E=-3487m→nC1(3s23p) 形成化学键 形成条件X-Xg>2.0 -450 kJmol-1 NaC的晶体形成时显然有能量 Na+CL 变化,右图为其形成时的势能曲线。 25 当到达最低点时,引力与斥力达到 Na+CL 平衡状态. 2成46804今 R/10pm 上页下页 节首节尾
7 2.2.1 离子键的形成 Na(3s ) Na (2s 2p ) 2 6 - e 496kJmol 1 - 1 1 + n ⎯⎯= ⎯⎯ ⎯− →n n I Cl(3s 3P ) Cl (3s 3p ) 2 6 e 348.7k J mol 2 5 - 1 − + n ⎯⎯=− ⎯⎯ ⎯− →n n E ⎯⎯ ⎯→nNaCl 静电引力 形成条件 XA-XB>2.0 形成化学键 -450 kJ·mol-1 NaCl的晶体形成时显然有能量 变化,右图为其形成时的势能曲线. 当到达最低点时,引力与斥力达到 平衡状态. Na+CL 2 R0 4 6 8 10 12 14 R/102pm 0 80 500 250 2.2 离子键理论( ionic bond theory )
2.2.2离子键的特点 本质是静电引力(库仑引力)才=gq ●没有方向性和饱和性(库仑引力的性质所决定) ●键的极性与元素的电负性有关 NaCl Arrangement of ions in crystalline sodium chloride and Cesium chloride 这个例子能够说明一个离子周围的异电荷离子数与各自所带电荷 的多少(或者说由引而产生的作用力的强弱)无关 上页下页 节首节尾
8 2.2.2 离子键的特点 ● 本质是静电引力(库仑引力) ● 没有方向性和饱和性(库仑引力的性质所决定) ● 键的极性与元素的电负性有关 2 R q q f + − = NaCl CsCl Arrangement of ions in crystalline sodium chloride and Cesium chloride 这个例子能够说明一个离子周围的异电荷离子数与各自所带电荷 的多少(或者说由引而产生的作用力的强弱)无关
离子键中键的极性与元素电负性的关系 Relationship of ionic nature percent of single bond and the difference of electronegativity 式XB ionic nature percent (% B ionic nature percent (% 0.2 1.8 55 0.4 4 2.0 63 0.6 2.2 70 0.8 15 2.4 76 1.0 22 2.6 82 1.2 3 2.8 86 1.4 39 3.0 89 1.6 47 3.2 92 100 K 75 CsF. 也可用Hannay&Smth公式 50 来计算键的离子性 证 25 %离子性-16(△x)+3.5(△x)2 2 Electronegativity difference 上页 下页 节首 节尾
9 离子键中键的极性与元素电负性的关系 也可用 Hannay & Smyth 公式 来计算键的离子性. % 离子性=16(△x)+3.5 (△x)2 0.2 1 1.8 55 0.4 4 2.0 63 0.6 9 2.2 70 0.8 15 2.4 76 1.0 22 2.6 82 1.2 30 2.8 86 1.4 39 3.0 89 1.6 47 3.2 92 Relationship of ionic nature percent of single bond and the difference of electronegativity xA -xB ionic nature percent (%) xA -xB ionic nature percent (%)
2.2.3晶格能(lattice energ) ◆定义:1mo1的离子晶体解离为自由气态离子时所吸收的能量,以符号 U表示. MX(S)→M(g)+X(g ◆作用:用以度量离子键的强度.晶格类型相同时,内正、负离子电荷 数成正比,与它们之间的距离成反比. Lattice energy and melting point of some ionic compounds Compound charge of the ions r pm AU/kJ-mol t(m.p.)/C NaF +1,-1 231 923 993 NaCl +1.-1 282 786 801 NaBr +1,-1 298 747 747 Nal +1,-1 323 704 661 MgO +2,-2 210 3791 2852 Cao +2.-2 240 3401 2614 SrO +2,-2 257 3223 2430 BaO +2,-2 256 3054 1918 ◆晶体类型相同时,晶格能与正、负离子数成正比,与它们之间的距离 o成反比 ◆ 晶格能越大,正、负离子间结合力越强,相应晶体的熔点越高、硬度 越大、压缩系数和热膨胀系数越小。 10 上页 页 节首 节尾
10 2.2.3 晶格能 (lattice energy) ◆ 定义:1mol 的离子晶体解离为自由气态离子时所吸收的能量,以符号 U 表示. ◆ 作用:用以度量离子键的强度.晶格类型 相同时,U与正、负离子电荷 数成正比,与它们之间的距离r0成反比. MX (S) M+ (g) + X- (g) ◆ 晶体类型相同时,晶格能与正、负离子数成正比,与它们之间的距离 r0成反比. ◆ 晶格能越大,正、负离子间结合力越强,相应晶体的熔点越高、硬度 越大、压缩系数和热膨胀系数越小。 993 801 747 661 2 852 2 614 2 430 1 918 +1,-1 +1,-1 +1,-1 +1,-1 +2,-2 +2,-2 +2,-2 +2,-2 231 282 298 323 210 240 257 256 923 786 747 704 3 791 3 401 3 223 3 054 Lattice energy and melting point of some ionic compounds Compound charge of the ions ro /pm ΔU/kJ·molt (m. p.)/℃ NaF NaCl NaBr NaI MgO CaO SrO BaO