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章節(jié)結(jié)構(gòu)

3.1 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和形態(tài)(難點(diǎn)、重點(diǎn)、30%

3.2 溶液

3.3 化學(xué)平衡

3.4 電化學(xué)

3.5 有機(jī)化學(xué)(30%

3.1物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與形態(tài)

3.11原子的結(jié)構(gòu)

知識(shí)點(diǎn)一、薛定諤方程

知識(shí)點(diǎn)二、波函數(shù)的物理意義

知識(shí)點(diǎn)三、描述原子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的量子數(shù)

知識(shí)點(diǎn)四、核外電子排布

知識(shí)點(diǎn)五、核外電子分布和元素周期系的關(guān)系

知識(shí)點(diǎn)六、元素周期律

知識(shí)點(diǎn)一薛定諤方程(難點(diǎn))

由于微觀粒子如質(zhì)子中子等粒子都具有波粒二象性,薛定諤提出了描述微觀粒子(原子、電子等)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的波動(dòng)方程,建立了近代量子力學(xué)理論

 

量子力學(xué)中描述核外電子在空間運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)函數(shù)式,即原子軌道。e-軌道能量(動(dòng)能與勢(shì)能總和 );m—微粒質(zhì)量;h—普朗克常數(shù);x,y, z —為微粒的空間坐標(biāo)

只要知道體系的勢(shì)能v,代入就可求出所有的可能狀態(tài)和對(duì)應(yīng)的能量。

  求解薛定諤方程, 就是求得波函數(shù)ψ和能量 e ;

  解得的ψ不是具體的數(shù)值, 而是包括三個(gè)常數(shù) (n, l, m)和三個(gè)變量(r,θ,φ)的函數(shù)式

ψn, l, m (r,θ,φ) ;可以描述電子的核外運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

知識(shí)點(diǎn)二、波函數(shù)的物理意義

波函數(shù)ψ不是一個(gè)具體的數(shù)值,是用空間坐標(biāo)來(lái)描述波的數(shù)學(xué)函數(shù)式,描述核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的函數(shù)。通常把一種波函數(shù)稱為一個(gè)原子軌道。但這里的軌道沒(méi)有運(yùn)動(dòng)中走過(guò)的軌跡的含義,只是一個(gè)概率問(wèn)題。

電子具有波粒二象性,因此不能同時(shí)確定其位置和動(dòng)量,但是從統(tǒng)計(jì)的角度可以判斷電子出現(xiàn)在某個(gè)區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會(huì),即概率,空間某單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率稱為概率密度。

波函數(shù)是數(shù)學(xué)函數(shù)式,沒(méi)有明確的物理意義,而其平方 則相對(duì)于電子的幾率密度。

電子云是用小黑點(diǎn)分布的疏密表示電子出現(xiàn)的幾率密度的大小所得的空間圖像叫電子云

知識(shí)點(diǎn)三、描述電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的四個(gè)量子數(shù)(必考點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn))

 ψn, l, m (r,θ,φ) ;可以描述電子的核外運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

1)主量子數(shù)n (principal quantum number)

確定電子離核的平均距離。

與電子能量有關(guān),對(duì)于氫原子,電子能量唯一決定于n

不同的n 值,對(duì)應(yīng)于不同的電子殼層

   1 2 3 4 5……..

   k     l     m     n     o……..

  2)角量子數(shù) 決定軌道角動(dòng)量的大小,對(duì)于多電子原子,  l 也與e 有關(guān)

  l 的取值 0123……n-1(亞層)

            s,  p,  d,  f...

  l  決定了ψ的角度函數(shù)的形狀

3 磁量子數(shù)m  ( magnetic quantum number)

  決定角動(dòng)量的空間取向,取向是量子化的

  m可取  0,±1,  ±2……±l

  取值決定了ψ角度函數(shù)的空間取向,一種l 值下有2 l  + 1種不同的m 值,因此有2 l  + 1種取向。

 

p 軌道(l = 1, m =  +1,  0,  -1)  

m 三種取值, 三種取向, 三條等價(jià)(簡(jiǎn)并) p 軌道

 

d 軌道(l = 2, m = +2, +1,  0,  -1, -2)

m 五種取值, 空間五種取向, 五條等價(jià)(簡(jiǎn)并) d 軌道

 

4 自旋量子數(shù) ms (spin quantum number)

描述電子繞自軸旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)

ms 取值+1/2-1/2,分別用↑和↓表示

自旋運(yùn)動(dòng)使電子具有類似于微磁體的行為        

      

1925年, uhlenbecgoldchmid 提出電子自旋的假設(shè)

 

 

 

考點(diǎn)一、四個(gè)量子數(shù)的取值和意義

例題

200537. pz 波函數(shù)角度分布的形狀是: a

 (a)雙球形           

 (b)球形

 (c)四瓣梅花形

 (d)橄欖形

200845題】3d軌道的磁量子數(shù)m的合理值是d

a 123                         b 012

c 3                               d 0, ±1, ±2

200941題】 下列各波函數(shù)不合理的是: a

(a)ψ (1,1, 0)        (b)ψ (2,1, 0)

(c)ψ (3, 2, 0)       (d)ψ (5, 3, 0)

知識(shí)點(diǎn)四、核外電子排布原理(必考點(diǎn)、重點(diǎn)難點(diǎn))

 1、根據(jù)光譜實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及對(duì)元素性質(zhì)周期律的分析,歸納出多電子原子中的電子在核外的排布應(yīng)遵從以下三條原則,

泡利(pauli)不相容原理   能量最低原理    洪特(hund)規(guī)則

泡利不相容原理(pauli exclusion principle)

同一原子中不能存在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子, 或者說(shuō)同一原子中不能存在四個(gè)量子數(shù)完全相同的電子。例如, 一原子中電子a和電子b的三個(gè)量子數(shù)n, l, m已相同, ms就必須不同。也就是說(shuō),一個(gè)軌道里最多容納兩個(gè)自旋相反的電子。

最低能量原理(the principle the lowest energy) :

 電子總是優(yōu)先占據(jù)可供占據(jù)的能量最低的軌道, 占滿能量較低的軌道后才進(jìn)入能量較高的軌道。

之后的原子有時(shí)出現(xiàn)例外。

 

多電子原子軌道的能級(jí)次序

能級(jí)分裂 n 同,l 不同,

如:e3s < e3p < e3d

能級(jí)交錯(cuò): n, l  均不同, e4s < e3d  (z <21)

根據(jù)順序圖, 電子填入軌道時(shí)遵循下列次序:

(1s ) 2s 2p ( 3s 3p )  4s 3d 4p  ( 5s 4d 5p )  6s 4f  5d  6p     (7s 5f  6d 7p )

(z = 24)之前的原子嚴(yán)格遵守這一順序, (z = 23)

ns      n-2f    n-1d    np

洪德規(guī)則 (hunds rule)

電子分布到等價(jià)軌道時(shí), 總是盡量先以相同的自旋狀態(tài)分占軌道。即在 n l 相同的軌道上分布電子, 將盡可得分布在 m 值不同的軌道上, 且自旋相同。

在等價(jià)軌道上分布電子時(shí),處于全充滿(p6d10f14)、半充滿或全空時(shí)電子分布較穩(wěn)定,填入電子盡量滿足。

2、電子排布的書寫方法(必考點(diǎn))

按電子層由內(nèi)層到外層逐層書寫如:z=19k原子: 電子結(jié)構(gòu)式:1s22s22p63s23p64s1

   z=29cu原子:電子結(jié)構(gòu)式:1s22s22p63s23p63d104s1

  (盡管3d能量高于4s、書寫順序按著n來(lái)、填入順序按能量)

為了避免電子結(jié)構(gòu)式過(guò)長(zhǎng),通常把內(nèi)層電子已達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分寫成稀有氣體符號(hào)外加方括號(hào)表示。這部分稱為原子實(shí)。

如:   k(z = 19)         電子結(jié)構(gòu)式: [ar]4s1

       cu (z = 29)      電子結(jié)構(gòu)式: [ar]3d104s1

       cr (z = 24)      電子結(jié)構(gòu)式: [ar]3d54s1

       sn (z = 56)      電子結(jié)構(gòu)式: [kr]4d105s25p2

3)價(jià)層電子構(gòu)型

價(jià)電子層所在的亞層統(tǒng)稱為價(jià)層。價(jià)層通常包括最外層電子和次外層電子以及鑭系4f及錒系5f電子。

cu   3d104s1        cr  3d54s1

c   2s22p2          k   4s1

4)離子的電子構(gòu)型實(shí)例:

原子失去電子后便成為離子,離子的電子排布取決  于電子從何軌道中失去。電子失去順序,按照徐光憲  n+0.4l 規(guī)則,值大的先失去。失電子順序?yàn)椋?/span>

np       ns    n-1d    n-2f

基態(tài)原子外層電子填充順序?yàn)椋?/span>

ns      n-2f    n-1d    np

例:26fe2+ [ar]3d64s0  26fe[ar]3d64s2

26fe3+ [ar]3d54s0

考點(diǎn)1、寫出某元素的價(jià)層電子排布

例題

200538. 24 號(hào)元素 cr 的基態(tài)原子價(jià)層電子分布正確的是:b

(a)3d4 4s0     (b)3d5 4s1

(c)3d4 4s2     (d)3d4 4s2 4p1

知識(shí)點(diǎn)五、核外電子分布和元素周期系的關(guān)系(必考點(diǎn)、重點(diǎn)難點(diǎn))

最早的元素周期表是1869年由俄國(guó)科學(xué)家d. i. mendeleev提出的,目前最通用的是由a. werner首先倡導(dǎo)的長(zhǎng)式周期表。

 

 

2)元素分區(qū):s區(qū)元素d區(qū)元素p區(qū)元素f區(qū)元素ds區(qū)元素

3)元素的族

 

 

考點(diǎn)1、通過(guò)價(jià)層電子結(jié)構(gòu)能推出所在的區(qū)、周期、族

例題

200843

47號(hào)元素ag的基態(tài)價(jià)層電子結(jié)構(gòu)為4d105s1,它在周期表中的位置是:a

a ds 區(qū)   b  s區(qū)       c   d區(qū)       d  p區(qū)

知識(shí)點(diǎn)六、元素的周期律(必考點(diǎn)、重點(diǎn))

元素性質(zhì)是其原子結(jié)構(gòu)的反應(yīng)。

由于元素的核外電子層結(jié)構(gòu)的周期性變化,元素的基本性質(zhì)如原子半徑、電離能、電子親和能、電負(fù)性等都與原子的結(jié)構(gòu)密切相關(guān),因而也呈現(xiàn)明顯的周期性變化。

1. 原子半徑

嚴(yán)格地講,由于電子云沒(méi)有邊界,原子半徑也就無(wú)一定數(shù)。通常所說(shuō)的原子半徑是原子間互相作用或結(jié)合時(shí)的有效作用半徑。有金屬半徑、共價(jià)半徑、范德華半徑

范德華半徑> 共價(jià)半徑

金屬半徑> 共價(jià)半徑

適用非金屬元素

在元素周期表中各元素原子半徑的變化趨勢(shì)

從左到右隨著核電荷的增加,原子核對(duì)外層電子的吸引力也增加,使原子半徑逐漸縮小

 

2. 電離能

失去電子的難易用電離能來(lái)表示,基態(tài)氣體原子失去最外層一個(gè)電子成為氣態(tài)+1價(jià)離子所需的最小能量叫第一電離能, 再?gòu)恼x子相繼逐個(gè)失去電子所需的最小能量則叫第二、第三、…電離能。各級(jí)電離能的數(shù)值關(guān)系為i1i2i3.

克服核電荷對(duì)電子的引力而消耗的能量

電離能愈大,失電子愈難。各級(jí)電離能的大小按 i1<i2<i3,…次序遞增

同周期總趨勢(shì):自左至右增大,與原子半徑減小的趨勢(shì)一致

同族總趨勢(shì):自上至下減小,與原子半徑增大的趨勢(shì)一致

半徑越大,第一電離能越小

元素的第一電離能愈小,表示它愈容易失去電子,該元素的金屬性也愈強(qiáng)。因此,元素第一電離能可用來(lái)衡量元素的金屬活潑性。此外,電離能還可用于說(shuō)明元素通常呈現(xiàn)的價(jià)態(tài),對(duì)于鈉、鎂和鋁,電離能分別在i1i2、和i3后迅速增大,這表明鈉、鎂和鋁分別難以失去第二、第三、第四個(gè)電子,故通常呈現(xiàn)的價(jià)態(tài)分別為+1+2+3。由此可見(jiàn),元素的電離能是元素的重要性質(zhì)之一。

3. 電子親和能

指一個(gè)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成負(fù)離子時(shí)放出或吸收的能量。常以符號(hào)eea表示,也有第一、第二、…之分。元素第一電子親和能的正值表示放出能量, 負(fù)值表示吸收能量。元素的電子親和能越大,原子獲取電子的能力越強(qiáng),即非金屬性越強(qiáng)。

電子親合能的變化規(guī)律

對(duì)主族元素,同一周期從左到右,電子親合能逐漸增大

同一主族由上到下,電子親合能逐漸減小。

有例外:

c:1s22s22p2n:1s22s22p3, 電子親合能c>n

②第三周期>第二周期                s>o

解釋:第二周期元素的原子半徑特別小,電子間斥力很強(qiáng),以至于加合一個(gè)電子時(shí)釋放的能量要克服電子之間的排斥作用,從而使得電子親合能減小。

4.  電負(fù)性

元素的電負(fù)性表達(dá)處于化合物中的該元素原子將電  子對(duì)吸引向自身的能力。電負(fù)性大,原子吸引電子能力強(qiáng)。

元素電負(fù)性的變化規(guī)律:

同一周期從左到右電負(fù)性遞增;

同一主族由上到下,電負(fù)性逐漸減小.

副族元素電負(fù)性變化規(guī)律不明顯.

判斷元素金屬性和非金屬性的強(qiáng)弱:

  電負(fù)性 >  2.0 非金屬          電負(fù)性 <   2.0 金屬

5.元素氧化物及其水合物的酸性(四類)

一類:酸性氧化物 (非金屬氧化物)

二類:堿性氧化物(堿金屬)

三類:兩性氧化物(alsn的氧化物)

四類:惰性氧化物(cono

氧化物的水合物分為氫氧化物和含氧酸,規(guī)律如下:

1)在同一周期的主族元素,各元素的最高價(jià)氧化物及其水合物:從左到右酸性逐漸增強(qiáng),堿性逐漸減弱。如

2)在同一周期的副族元素,從ⅲb到ⅶb各元素的最高價(jià)氧化物及其水合物:從左到右酸性逐漸增強(qiáng),堿性逐漸減弱

3)在同一主族中,各元素的最高價(jià)氧化物及其水合物:從上到下酸性逐漸減弱,堿性逐漸增強(qiáng)。

4)在同一元素中不同氧化數(shù)及其水合物:高氧化數(shù)氧化物或其水合物的酸性比低氧化數(shù)的強(qiáng),

5 roh規(guī)則

氧化物的水合物形成酸或堿,其組成均可用roh通式表示。r稱為中心離子或原子,如果解離時(shí)在ro鍵處斷裂,即按堿式解離,則呈堿性;如果在oh鍵處斷裂,即按酸式解離,則呈酸性:

roh               roh

堿式解離                 酸式解離

200843

下列各系列中,按電離能增加的順序排列的是:c

(a) li, na, k

(b) b, be, li

(c) o,f,ne

(d) c,p,as

200940. 下列各組元素中,其性質(zhì)的相似是由鑭系收縮引起的是: a

(a)zr hf

(b)fe co,ni

(c)li mg

(d)錒系

3.12化學(xué)鍵

知識(shí)點(diǎn)一、鍵參數(shù)

知識(shí)點(diǎn)二、共價(jià)鍵

知識(shí)點(diǎn)三、離子鍵

知識(shí)點(diǎn)四、雜化軌道

知識(shí)點(diǎn)五、分子間力和氫鍵

知識(shí)點(diǎn)一(常考點(diǎn))

化學(xué)鍵分為三類:離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵

分子與分子之間存在范德華力

1)鍵能:(一般指分子每斷裂單位物質(zhì)的量的某鍵時(shí)的焓變)數(shù)值上等于鍵解離能

2)鍵長(zhǎng):(分子內(nèi)成鍵兩原子間的平衡距離) 鍵長(zhǎng)與鍵能的關(guān)系

3 鍵角:(在分子中兩個(gè)相鄰的化學(xué)鍵之間的夾角)

鍵長(zhǎng)和鍵角是描述分子幾何構(gòu)型的兩個(gè)重要參數(shù)

知識(shí)點(diǎn)二、共價(jià)鍵

1.  共價(jià)鍵的形成條件

鍵合雙方各提供自旋方向相反的未成對(duì)電子

鍵合雙方原子軌道應(yīng)盡可能最大程度地重疊

2.  共價(jià)鍵的類型

σ鍵:重疊軌道的電子云密度沿鍵軸方向的投影為圓形,表明電子云密度繞鍵軸(原子核之間的連線)對(duì)稱。形象的稱為“頭碰頭”。

σ軌道可由各種方式組成

2.  π鍵

在形成共價(jià)鍵時(shí),若原子軌道以"肩并肩"的方式進(jìn)行重疊,軌道重疊部分對(duì)于鍵軸平面呈鏡面反對(duì)稱,這樣的共價(jià)鍵稱為π鍵。例如n2n    n)分子中存在2個(gè)π鍵。

n的價(jià)電子排布為2s22p3

 

3. 共價(jià)鍵的特征

  結(jié)合力的本質(zhì)是電性的(其結(jié)合力是兩個(gè)原子核對(duì)共用電子對(duì)所形成的負(fù)電區(qū)域的吸引力;而不是陰陽(yáng)離子間的庫(kù)侖作用力。)

例如:h ----cl    h----o----h    n----n

  具有飽和性(是指每種元素的原子能提供用于形成共價(jià)鍵的軌道數(shù)是一定的)

具有方向性(是因?yàn)槊糠N元素的原子能提供用于形成共價(jià)鍵的軌道是具有一定的方向;形成共價(jià)鍵時(shí)原子軌道重疊程度越大,形成的共價(jià)鍵越穩(wěn)定,即共價(jià)鍵的形成遵循原子軌道最大重疊原理。)

4. 配位鍵(共價(jià)鍵里的一種特殊形式)

形成條件:成鍵原子一方提供孤對(duì)電子,另一方提供空軌道。

知識(shí)點(diǎn)三、離子鍵

1、離子鍵

 陰陽(yáng)離子之間形成的鍵型(本質(zhì)靜電引力)離子鍵沒(méi)有方向性和飽和性

本質(zhì)是 靜電吸引。如na+  cl-

2、鍵型過(guò)渡

兩原子互相結(jié)合形成共價(jià)鍵還是離子鍵取決于兩原子吸引電子的能力差別大小。差別大形成離子鍵,差別不大形成共價(jià)鍵。

知識(shí)點(diǎn)四、雜化軌道理論(必考點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn))

某原子成鍵時(shí),在鍵合原子的作用下,價(jià)層中若干個(gè)能級(jí)相近的原子軌道有可能改變?cè)械臓顟B(tài),“混雜”起來(lái)并重新組合成一組利于成鍵的新軌道,這個(gè)過(guò)程叫做軌道雜化,產(chǎn)生的新軌道叫雜化軌道。

1.  基本要點(diǎn)

  成鍵時(shí)能級(jí)相近的價(jià)電子軌道相混雜,形成新的價(jià)電子軌道——雜化軌道

  雜化前后軌道數(shù)目不變

  雜化后軌道伸展方向,形狀和能量發(fā)生改變,鍵能更大,分子更穩(wěn)定

結(jié)果當(dāng)然是更有利于成鍵!

2、軌道雜化的特點(diǎn)和條件:

(1)只有能量相近的軌道才能相互雜化,所以常見(jiàn)的有spsp2sp3sp3dsp3d2或者是d2sp3雜化[(n-1)dnsnp雜化]

(2)參加雜化的原軌道數(shù)目與形成的雜化軌道數(shù)目相同。

(3)不同的類型的雜化,雜化軌道的空間取向不同。

 

 

 

be+h2=beh2    be 1s22s2

 

 

b  1s22s2sp1

 

 

ch4分子

雜化軌道與分子空間構(gòu)型的關(guān)系:甲烷分子

 

考點(diǎn)1、知道雜化軌道的特征分子及空間構(gòu)型

2005200639. 用雜化軌道理論推測(cè)下列分子的空間構(gòu)型,其中為平面三角形的是:b

(a) nf

(b) bf3

(c)as h3

(d)sbh3

200739. 下列分子中,鍵角最大的是: c

(a)nh3

(b)h2s

(c) becl2

(d) ccl4

知識(shí)點(diǎn)五、分子間力和氫鍵(常考點(diǎn))

前面討論的是分子和晶體內(nèi)原子間的強(qiáng)相互作用-化學(xué)鍵。鍵能約在100800 kj/mol。另外,分子間還存在弱相互作用力。即分子間力,其大小為幾到幾十kj/mol。分子間力雖然很弱,但對(duì)物質(zhì)的許多性質(zhì)產(chǎn)生較大的影響。分子間力決定物質(zhì)的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、氣化熱等物理性質(zhì)。

一、分子的極性和變形性

1、化學(xué)鍵的極性

分子是由原子通過(guò)化學(xué)鍵結(jié)合而成的。鍵的極性和電負(fù)性有關(guān),兩個(gè)原子的電負(fù)性相差越大,鍵的極性就越大。由同種原子形成的鍵為非極性鍵。

h-cl      極性鍵      h-h       非極性鍵        cl-cl       非極性鍵

2、分子的極性

分子的極性不僅與鍵的極性有關(guān),而且與分子的空間構(gòu)型有關(guān)。若整個(gè)分子的正、負(fù)電荷中心重合,則為非極性分子,否則為極性分子。

h2co2 ch4 bf3 hcl h2o

大小相等,符號(hào)相反彼此相距為 d 的兩個(gè)電荷(+q-q)組成的體系稱為偶極子, 其電量與距離之積,就是分子的偶極矩。

例如:m = q ∙ d

 

多原子分子的極性不但取決于鍵的極性,而且取決于分子的幾何形狀

極性分子固有的偶極叫永久偶極;

非極性分子在極性分子誘導(dǎo)下產(chǎn)生的偶極叫誘導(dǎo)偶極;由不斷運(yùn)動(dòng)的電子和不停振動(dòng)的原子核在某一瞬間的相對(duì)位移,造成分子正、負(fù)電荷重心分離引起的偶極叫瞬間偶極

變形性

考點(diǎn)一、能識(shí)別哪些是極性分子那些是非極性分子

例題

200942. 下列分子中屬于極性分子的是: d

(a) o2       (b) co2

(c)bf3       (d)c2h3f

二、分子間作用力

分子間力最早由van der walls提出,所以也稱為范德華力。根據(jù)來(lái)源不同,范德華力一般分為

取向力

誘導(dǎo)力

色散力

1、取向力(定向力)

取向力產(chǎn)生于極性分子之間,是極性分子的固有偶極之間的靜電引力。

當(dāng)兩個(gè)極性分子充分接近時(shí),產(chǎn)生同極相斥,異極相吸,取向力使分子偶極定向排列。

取向力的本質(zhì)是靜電引力,大小和偶極距的平方成正比。

2、誘導(dǎo)力

當(dāng)極性分子與非極性分子充分接近時(shí),極性分子使非極性分子變形而產(chǎn)生的偶極稱為誘導(dǎo)偶極。誘導(dǎo)偶極與固有偶極間的作用力叫誘導(dǎo)力。

誘導(dǎo)力存在與極性分子和非極性分子之間以及極性分子之間。

誘導(dǎo)力的本質(zhì)也是靜電引力,大小和偶極距的平方成正比。與被誘導(dǎo)分子的變形性成正比。

3. 色散力

指分子的瞬間偶極與瞬間誘導(dǎo)偶極之間的作用力,也叫倫敦力(london force)

通常情況下非極性分子的正電荷重心與負(fù)電荷重心重合,但原子核和電子的運(yùn)動(dòng)可導(dǎo)致電荷重心瞬間分離,從而產(chǎn)生瞬間偶極。瞬間偶極又使鄰近的另一非極性分子產(chǎn)生瞬間誘導(dǎo)偶極,不難想像,兩種偶極處于異極相鄰狀態(tài)

4. 范德華力的特征

永遠(yuǎn)存在于分子或原子間的吸引力

  作用能比化學(xué)鍵小1~2個(gè)數(shù)量級(jí)

  沒(méi)有方向性和飽和性

  作用范圍只有幾百pm

  三種力中主要是色散力

三、氫鍵

1.  氫鍵存在的證明

氫鍵也是很弱的作用力。同系物間性質(zhì)的不同就是由氫鍵引起的。

 

氫鍵的形成

當(dāng)h原子與電負(fù)性很大、半徑很小的x原子(fon)形成共價(jià)鍵時(shí),“成鍵電子對(duì)”嚴(yán)重偏向x原子,使h的原子核(質(zhì)子)幾乎被裸露出來(lái),這樣的h核具有很強(qiáng)的正電場(chǎng),它可以吸引其它的電負(fù)性很大的y原子(fon)并通過(guò)y原子的孤對(duì)電子與y原子鍵合。這種相互作用比分子間力要強(qiáng),但比共價(jià)鍵要弱,化學(xué)中將它稱為“氫鍵”。氫鍵用虛線“ ”表示。

y=fon

氫鍵的特點(diǎn)

有方向性和飽和性

氫鍵的方向性是指y原子與x-h形成氫鍵時(shí),為了減少xy原子負(fù)電荷之間的斥力, x-hy盡可能位于一條直線上。

近年來(lái)對(duì)分子結(jié)構(gòu)的研究表明,除了fon和氫原子之間的傳統(tǒng)強(qiáng)氫鍵外,還存在著許多類型的弱的氫鍵,如c-ho c-hn以及c-hπ o-h π 以及o-hm m-ho等氫鍵。

氫鍵影響到物質(zhì)的某些特性:熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度、粘度、密度

3.13  晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

知識(shí)點(diǎn)一、晶體的特征

知識(shí)點(diǎn)二、晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

知識(shí)點(diǎn)三、晶體的基本類型

知識(shí)點(diǎn)一、晶體的特征

自然界中,絕大多數(shù)固態(tài)物質(zhì)都是以晶體的形式存在。

晶體具有以下幾個(gè)宏觀特征:

1、具有規(guī)則的幾何外形,具有特定的對(duì)稱性。

2. 具有固定的熔點(diǎn)。

3. 各向異性,即在不同方向上有不同的性質(zhì)。例如石墨的電導(dǎo)率,在平行于石墨層方向上石墨的電導(dǎo)率比在垂直于石墨層方向上的電導(dǎo)率大得多。

知識(shí)點(diǎn)二、晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

(一)晶格 ——指組成晶體的質(zhì)點(diǎn)(原子、分子、離子、原子團(tuán)等)在空間作有規(guī)則的周期性排列所組成的格子。

14種晶格,分屬于7個(gè)晶系。

(二)晶胞——能表達(dá)晶體結(jié)構(gòu)的最小重復(fù)單位。

換言之:胞晶在三維空間有規(guī)則地重復(fù)排列組成了晶體。

(三)結(jié)點(diǎn)——即晶格結(jié)構(gòu)中固定的點(diǎn)。

知識(shí)點(diǎn)三、晶體的基本類型及其結(jié)構(gòu)

按占據(jù)晶格結(jié)點(diǎn)在質(zhì)點(diǎn)種類及質(zhì)點(diǎn)互相間作用力劃分為4類。

晶格類型             占據(jù)結(jié)點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)      質(zhì)點(diǎn)間作用力

金屬晶體   na, fe     金屬原子、陽(yáng)離子      金屬鍵

                              (不含自由電子)

按占據(jù)晶格結(jié)點(diǎn)在質(zhì)點(diǎn)種類及質(zhì)點(diǎn)互相間作用力劃分為4類。

晶格類型             占據(jù)結(jié)點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)      質(zhì)點(diǎn)間作用力

離子晶體 nacl, caf2  陰離子、陽(yáng)離子       離子鍵

原子晶體 金剛石, si, sic    原子                 共價(jià)鍵

分子晶體  n2, h2o, co2        分子   范德華力(可能有氫鍵)

知識(shí)點(diǎn)四、離子的極化

當(dāng)離子處在外電場(chǎng)中時(shí),原子核和電子發(fā)生相對(duì)位移,這個(gè)過(guò)程稱為離子的極化。

在離子晶體中,正、負(fù)離子本身就產(chǎn)生電場(chǎng),極化現(xiàn)象普遍存在在離子晶體之中。

離子的極化作用可使典型的離子鍵向典型的共價(jià)鍵過(guò)渡。這是因?yàn)檎⒇?fù)離子之間的極化作用,加強(qiáng)了“離子對(duì)”的作用力,而削弱了離子對(duì)與離子對(duì)之間的作用力的結(jié)果。

(4) 離子極化對(duì)金屬化合物性質(zhì)的影響

a.金屬化合物熔點(diǎn)的變化     mgcl2cucl2

b.金屬化合物溶解性的變化    s0,agfs0,agcls0,agbrs0,agi,這是由于從

f i-離子受到ag+的極化作用而變形性增大的緣故。

c.金屬鹽的熱穩(wěn)定性    nahco3的熱穩(wěn)定性小于na2co3。從beco3 baco3熱穩(wěn)定性增大,金屬離子對(duì)o2-離子的反極化作用(相對(duì)于把civo2- 看作存在極化作用)越強(qiáng),金屬碳酸鹽越不穩(wěn)定。

d.金屬化合物的顏色的變化 極化作用越強(qiáng),金屬化合物的顏色越深

agcl(白),agbr(淺黃),agi(黃)

hgcl2(白),hgbr2(白),hgi2(紅)

e.金屬化合物晶型的轉(zhuǎn)變    cdsr+ / r- = 97pm/184pm = 0.530.414,理應(yīng)是nacl型,即六配位,實(shí)際上,cds晶體是四配位的zns型。這說(shuō)明r+ / r-0.414。這是由于離子極化,電子云進(jìn)一步重疊而使r+ / r- 比值變小的緣故。

f.離子極化增強(qiáng)化合物導(dǎo)電性和金屬性 

在有的情況下,陰離子被陽(yáng)離子極化后,使電子脫離陰離子而成為自由電子,這樣就使離子晶體向金屬晶體過(guò)渡,化合物的電導(dǎo)率、金屬性都相應(yīng)增強(qiáng),如fescosnis都有一定的金屬性