选论——离子键理论和离子极化理论ppt课件.ppt

离子键的强度 离子键的强度通常用晶格能U的大小来衡量 晶格能U满足玻恩 兰德方程 其中 Z Z 表示正负离子所带电荷 r r 表示正负离子的半径 A为马德隆常数 n为玻恩指数 A n均为常数 所以离子所带电荷越大 半径越小 则晶格能越大 离子键越强 离子键理论和离子极化理论 1 但近代实验证明 即使电负性最小的Cs和电负性最大的F形成的CsF 离子键也只占92 仍有8 为共价键 因为在离子化合物中 正负离子的原子轨道或多或少都会存在一定的重叠 使得离子化合物不可避免的存在一定的共价性 所以不存在纯粹的离子键 如CsCl NaCl等典型离子晶体 仍可用离子键理论解释其性质 如AgBr AlCl3由于其离子键中含较多共价键成分 故不能使用离子键理论 而应使用离子极化理论来解释其性质 2 1 什么是离子极化 离子极化是指离子在其自身电场作用下 使周围其他离子的正负电荷重心不重合的过程 简单的说 离子极化的含义就两点 使离子键共价化 即使离子键过渡到共价键 使离子化合物共价化 即使离子化合物过渡到共价化合物 离子极化理论 3 2 离子极化理论要点 离子极化的大小用极化作用的强弱来衡量 极化作用的强弱与化合物的正负离子有关 对正离子而言 若其诱导作用越强 则极化作用越强 对负离子而言 若其变形性越强 则极化作用越强 正离子的诱导作用 负离子的变形性与其所带电荷 电子层结构 离子半径大小有关 4 1 正离子 正离子所带电荷越高 极化作用越强 正离子半径越小 极化作用越强 不同电子层结构的正离子 其极化作用大小的顺序为 18e或 18 2 e 9 17e 8e 2 负离子 负离子所带电荷越低 极化作用越强 负离子半径越大 极化作用越强 复杂负离子对称性高 变形性差 极化作用弱 复杂负离子的中心原子化合价越高 变形性越差 5 6 3 相互极化作用一般情况下 我们只考虑负离子的变形性 但一些电荷较低 具有特定电子层结构的正离子也容易变形 则此时正离子能产生一个附加的极化作用 我们称之为相互极化作用相互极化作用规律 18e或 18 2 e电子层结构的正离子容易变形 能引起附加极化 对同族元素 周期表自上而下 18e或 18 2 e电子层结构的正离子附加极化作用递增 在具有相同18e或 18 2 e电子层结构的正离子化合物中 负离子变形性越大 附加极化作用越强 7 4 反极化作用 适用于含氧酸和含氧酸盐 中心N原子电荷高 极化作用强 使O原子靠近N原子部分呈 电性 由于H原子半径很小 且带正电荷 从而使O原子极化 其靠近H原子部分带负电 因H原子极化作用效果与N相反 故称其为反极化作用 两端均带 互相排斥 从而降低了O N键的稳定性 使化合物不稳定 正离子所带电荷越高半径越小反极化作用越强化合物越不稳定 8 3 离子极化对化合物性质的影响 化合物颜色极化作用越强 电子从负离子向正离子迁移更容易 化合物颜色更深 化合物熔点和沸点极化作用越强 使离子键向共价键过渡倾向越大 使化学键共价性增加 化合物共价性增加 使化合物熔点和沸点降低 化合物溶解度极化作用越强 使离子键向共价键过渡倾向越大 使化合物共价性增加 使化合物溶解度降低 9 二元化合物的热稳定性 分解温度 当给化合物加热时 极化作用越强 使离子键向共价键过渡倾向越大 使化学键共价性增加 化合物共价性增加 使化合物热稳定性降低 分解温度降低 含氧酸和含氧酸盐的热稳定性 含氧酸根负离子相同 正离子不同 正离子反极化作用越强 含氧酸 盐 热稳定性越低 正离子相同 含氧酸根负离子不同 若含氧酸根负离子的中心原子化合价越高 则其抵抗正离子反极化作用的能力越强 本身被反极化作用影响越小 含氧酸 盐 热稳定性越高 10 4 离子键理论和离子极化理论的应用 判断化合物为典型离子化合物还是具有共价性的离子化合物 判断方法如下 经验法 根据我们的学习经验直接判断 如KCl是典型离子化合物 HCl是典型的可以电离的共价化合物 观察法 若化合物中有可产生较强极化作用的正负离子 则化合物为具有共价性的离子化合物 否则为典型离子化合物 典型离子化合物用离子键理论 具有共价性的离子化合物用离子极化理论 11 12 5 例题 1 试解释AgCl AgBr AgI颜色由白色变到淡黄色再到黄色 2 比较下列各组化合物的熔 沸点高低 1 NaCl NaBr 2 ZnI2 HgI2 3 FeCl3 FeBr3 4 CaO KCl 5 CaCl2 ZnCl2 6 MgO Al2O3 7 FeCl3 FeCl2 8 CaCl2 GeCl2 1 NaCl NaBr 2 ZnI2 HgI2 3 FeCl3 FeBr3 4 CaO KCl 5 CaCl2 ZnCl2 6 MgO Al2O3 7 FeCl3GeCl2 13 3 比较下列各组化合物的溶解度 1 NaCl CuCl 2 AgF AgCl AgBr AgI 1 NaCl CuCl 2 AgF AgCl AgBr AgI 14 4 比较下列各组化合物的热稳定性 分解温度 1 CaSO4 CdSO4 2 MnSO4 Mn2 SO4 3 3 SrSO4 MgSO4 4 Na2SO4 MgSO4 5 HNO3 HNO2 6 Na2CO3 NaHCO3 7 ZnO HgO 8 Cu2O Ag2O 9 BaCO3 PbCO3 1 CaSO4 CdSO4 2 MnSO4 Mn2 SO4 3 3 SrSO4 MgSO4 4 Na2SO4 MgSO4 5 HNO3 HNO2 6 Na2CO3 NaHCO3 7 ZnO HgO 8 Cu2O Ag2O 9 BaCO3 PbCO3 15 10 Na2CO3Ag2S2O3 12 Na2SO3Cu NO3 2 14 FeBr3MnCO3 10 Na2CO3 K2CO3 11 Na2S2O3 Ag2S2O3 12 Na2SO3 Na2SO4 13 AgNO3 Cu NO3 2 14 FeBr3 FeBr2 15 HNO3 LiNO3 16 CaCO3 MnCO3 16 5 试解释酸性高锰酸钾溶液有强氧化性 6 已知硫酸盐的热分解温度数据如下 MgSO4CaSO4SrSO4CdSO4MnSO4Mn2 SO4 3895 1149 1374 826 755 300 1 试解释上述分解温度数据 2 与硫酸盐相比 碳酸盐热稳定性如何 并解释原因 3 对BaSO4 ZnSO4的分解温度区间做出估计 解 3 BaSO4分解温度大于1374 ZnSO4分解温度小于755 大于300 17 6 离子极化理论的适用范围和局限性 1 离子极化理论的适用范围 离子极化理论适用于具有共价