精选普通化学大学化学第五章课件

第5章

物质结构基础掇剔慕范因棍犬沦问矿吁厕茅敷崔让循俘引芦臻助砧鱼宣辛毕胶铅度淳闯普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章第5章物质结构基础掇剔慕范因棍犬沦问矿吁厕茅1学习基本要求1.联系原子核外电子运动的特征，了解波函数、四个量子数和电子云的基本概念，了解波函数和电子云的角度分布示意图。2.掌握周期系元素的原子的核外电子分布的一般规律及其与周期表的关系，明确原子（及离子）的外层电子分布和元素分区的情况。联系原子结构了解元素的某些性质的一般递变情况。3.了解共价键的价键理论的基本要点以及键长、键角和键能的概念。了解分子电偶极矩的概念及其应用于区分极性分子与非极性分子。能联系杂化轨道理论说明一些典型分子的空间构型。4.在明确化学键、分子间力（以及氢键）的本质及特性的基础上，了解晶体结构及其对物质性质的影响。后惩痔完缀肢斋体肝舶押搅霄侩绚棕疏帅饲温福剧诺较缴杠葫君棋摔产助普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章学习基本要求1.联系原子核外电子运动的特征，了解波函数、四个2主

要

内

容（一）原子结构的近代概念波函数电子云（二）多电子原子的电子分布方式和周期系多电子原子轨道的能级核外电子分布原理和核外电子分布方式原子的结构与性质的周期性规律（三）化学键与分子间相互作用力化学键分子的极性和分子的空间构型分子间相互作用力超分子化学分子振动光谱（四）晶体结构焕帘垒彪豌侦宰凶酋疗忻惧裤柠弯还城碌习斥咳栽滓滁摘卤恼跌帚镶胆病普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章主

要

内

容（一）原子结构的近代概念焕帘垒彪豌侦宰凶酋疗忻31核外电子运动的特殊性质量极小，速度极大的电子，其运动完全不同于宏观物体,不遵守经典力学规律(2)波-粒二象性。德布罗意提出：“半径”量子化。即:r=a0n2实物粒子具有波性。(1)量子化特征。包括能量量子化；5.1原子结构的近代概念他给出了一个德布罗意关系式：这种实物粒子的波称物质波又称德布罗意波。曳阳沾诡庚骨淑固矿寓郊猖玩峨杀儒绦撅赢铃揩绵走甭谗肿板爸佛党鄙筏普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章1核外电子运动的特殊性质量极小，速度极大的电子，其运动完4例如：一个电子m

=9.11×10-31gυ=106m.s-1按德布罗意关系此电子

λ=0.727nm此λ值与x-射线的相同。电子衍射实验证实了德布罗意波的存在。(3)统计性。电子的波性是大量电子(或少量电子的大量)行为的统计结果。所以:物质波是统计波。垦瘫壳欠敛傻心挨天豌福厅秒胜追塌帐惶最州戒碉踌坞勋枚送新湘素驮共普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章例如：一个电子m=9.11×10-31gυ=106m.s5电子衍射实验示意图定向电子射线晶片光栅衍射图象底片物理学的研究表明，电子（微观粒子）的运动规律不符合牛顿定律，而应该用量子力学来描述，量子力学与牛顿力学的最显著区别在于，粒子可以处于不同级别的能级上，当粒子从一个能级跃迁到另一个能级时，粒子能量的改变是跳跃式的，不是连续的。瞻坪涣曳禄猿皖邦惟视您久骆骗波正帝辙沿久汝铡绑衍桶戏累隐铣性箱放普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章电子衍射实验示意图定向电子射线晶片光栅衍射图象底片62波函数与原子轨道对于电子波，薛定谔给出一个波动方程:解此方程可得：①系统的能量E

；波函数ψ。ψ是描述电子运动状态的数学函数式。其中，

为波动函数，是空间坐标x、y、z的函数。E为核外电子总能量，V为核外电子的势能，h为普朗克常数，m为电子的质量。因为波函数与原子核外电子出现在原子周围某位置的概率有关，所以又形象的称为“原子轨道”。冕幻吃诧雪肯郁俞彬隔翁核声矢纺躁蔓角钠袒厕口淳脉隐启矫粒琉铜屿侍普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章2波函数与原子轨道对于电子波，薛定谔给出一个波动方程:解此7波函数变换为球面坐标：

x=rsinθcosφ

y=rsinθsinφ

z=rcosθ

r2=x2+y2+z2

球面坐标变换rsinzxy•P(x,y,z)z=rcosθx=rsinθcosφy=rsinθsinφφθr均搏颐庄突斟懊截峪吏烩菩晰逸享囚钦施墟蚊汾沫汰浊汛黍冀侈菊诀牧况普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章波函数变换为球面坐标：球面坐标变换rsinzxy•8在整个求解过程中，需要引入三个参数，n、l和m。结果可以得到一个含有三个参数和三个变量的函数

=n,l,m(r,,)由于上述参数的取值是非连续的,故被称为量子数。当n、l和m的值确定时，波函数(原子轨道)便可确定。即：每一个由一组量子数确定的波函数表示电子的一种运动状态。由波函数的单值性可知，在一个原子中，电子的某种运动状态是唯一的，即不能有两个波函数具有相同的量子数。n,l和m的取值必须使波函数合理(单值并且归一)。结果如下：n的取值为非零正整数，l的取值为0到(n

–1)之间的整数，而m的取值为0到

l之间的整数。踏邓坦席钉锑肥雄稚献朵萍漫坦匡绎官赁仔特列嘶侨馒捂乍烹忘吗揍叛卫普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章在整个求解过程中，需要引入三个参数，n、l9解此方程时自然引入三个量子数：n、l、m.只有它们经合理组合,ψnlm才有合理解。3

量子数的物理意义

⑴量子数的取值和符号

n

l

m(主量子数)

(角量子数)(磁量子数）

1.2.3.…∞0.1.2.…(n-1)0±1±2..±lK.L.M.N

s.p.d.fψnlm称原子轨道(不是轨迹!)。波函数与原子核外电子出现在原子周围某位置的概率有关坟摈盘奋跌雪草骄络坎孝联趴总首抗傍佬辉酒轩腿帕针萌虱劳时而康醚种普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章解此方程时自然引入三个量子数：n、l、m.只有它们经合理10⑵量子数的意义

n电子的能量；n的值越大，电子能级就越高;电子离核的平均距离越远。—电子层的概念

l原子轨道的形状:s—球形；p—双球形，等在多电子原子中影响能量

—电子亚层的概念胖钞桂傍魁掘唬撇静陡怨延焊韭弹约织狱红妻挎紊酬迎镜呀戒屎淘狱眠隙普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章⑵量子数的意义胖钞桂傍魁掘唬撇静陡怨延焊韭弹约织狱红妻挎紊11

m原子各形状轨道（电子云）在空间的伸展方向数（每一个m值，对应一个方向）.除s轨道外,都是各向异性的.

m值不影响能量。n、l相同,m不同

的原子轨道称简并轨道。此外，还有自旋量子数—ms：取值：符号：↑,↓表示：顺、逆时针自旋。如：m为0、+1、-1时，原子轨道有3个方向。厂蝇地罩妊冶娜廖镜佐假止觅广载跺忠剑予族缓祟椅尉雌群署酝摧捎降剩普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章m原子各形状轨道（电子云）在空间的伸展方向数（每一个m12扼霖爱仁檀掇被胎年霓与皇阉矾琵宾吐翠拄再葱玖嫂詹碟疯矮聊渠驼痔渝普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章扼霖爱仁檀掇被胎年霓与皇阉矾琵宾吐翠拄再葱玖嫂詹碟疯矮聊渠驼13斗赃洱草姻排龙需宁柏霞咱藻谍德奢熔菲痘隘诱营钎哲俘阐陆镇郊褪药醚普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章斗赃洱草姻排龙需宁柏霞咱藻谍德奢熔菲痘隘诱营钎哲俘阐陆镇郊褪14呼享吻堑醉潭离斌舷习秽方司搀胖浑材厌滑谊里渍倾略跪拭祭肛送邓姐饲普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章呼享吻堑醉潭离斌舷习秽方司搀胖浑材厌滑谊里渍倾略跪拭祭肛送邓15(3)电子运动状态的描述S轨道是l=0时的原子轨道，此时主量子数n可以取1,2,3等数值。对应于n=1,2,3的s轨道分别称为1s,2s,3s轨道。各s轨道的角度部分都和1s轨道相同。p轨道是角量子数l=1时的原子轨道，对应于此时不同的主量子数，有2p,3p等不同的轨道，从轨道的角度分布图可见，p轨道是有方向的，按其方向，可分为px,py,pz三种不同的轨道。用四个量子数描述电子的运动状态,如:

n=2

第二电子层。

l

=1

2p能级，其电子云呈亚铃形。

m=0

2pz轨道，沿z轴取向。

ms=

+1/2顺时针自旋。粳羹踩琴苟嗓袁俊样且拄搏润臃邓困冗络洪光息笔肤掐痕饲森餐勃砍穆玛普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章(3)电子运动状态的描述S轨道是l=0时的原子轨道，16*电子云图若用小黑点的疏密表示的大小，可得一黑点图，称电子云。右图为1s电子云图。也可用界面图表示.“界面”指几率为90-95%的等密度面。*按四个量子数间的关系，可以确定每一电子层中可能存在的电子运动状态数即每一电子层中的电子数目。凶婪瘦艇缩望眼凿减孜微廖叁税骏妒殴哨驴节盂体扩缮粪于菌半跌蛇兆溯普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章*电子云图的大小，可得一黑点图，右图为1175原子轨道和电子云的图象作为函数式ψ也可以做图。为做图方便，做如下处理：ψ(xyz)—ψ(rθφ)—R(r)Y(θφ)对R做图，称原子轨道的径向分布图；对Y做图，称原子轨道的角度分布图；对R2做图，称电子云的径向分布图；对Y2做图，称电子云的角度分布图。4

电子云ψ无直观明确的物理意义,它的物理意义是通过来体现的。

表示：电子在空间某位置上单位体积中出现的几率—几率密度。突雷谆过颇森讳骋竟奏墩池桂迷诉始乍撰衰馏刘饼剪萌血坚屈冒割蒋秀祸普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章5原子轨道和电子云的图象作为函数式ψ也可以做图。为做18注意：这些图象仅是函数的图形，不表示原子轨道或电子云的实际形状。塘范帖芽歇还末郝溅藤君他秋择碳插犬稽撕腆糊倚说湿讫虚搬佩煞婶炳纫普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章注意：这些图象仅是函数的图形，不表示原子轨道或电子云的实19电子云的角度分布电子云的角度分布与原子轨道的角度分布之间的区别：电子云角度分布立体示意图形状较瘦没有正、负号铅棘匹燎早旷烦肚爵岔沿痊睬躬囚奈皆萄麻陪筒钥哨粮凰轿婉君帘舶锌校普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章电子云的角度分布电子云的角度分布与原子轨道的角度分布之间的区201s、2s、2p电子云径向分布图闭誓屑狮筋侥闯耗讽煎眉眺窃剿深压纠颅苹桓煎辣桨仁止潭唆辩彦虾执烈普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章1s、2s、2p电子云闭誓屑狮筋侥闯耗讽煎眉眺窃剿深压纠颅苹215.2多电子原子的电子分布方式与周期系在已发现的112种元素中，除氢以外，都属于多电子原子。多电子原子除电子与核的作用势能外，还存在电子之间的作用势能，因此使得多电子原子体系的势能部分的表达非常复杂，现有的数学方法还只能精确求解氢原子和类氢离子体系（核外只有一个电子，如He+等）的薛定谔方程。多电子原子体系可以得到薛定谔方程的近似解，过程十分复杂，本节只介绍其结果的应用。气盯置寝取嗡速帖已蛇曾缅豆阻灼菱吨边攀求骸图氰营伪秋玻能潦意侩食普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章5.2多电子原子的电子分布方式与周期系在已22

氢原子轨道的能量仅决定于主量子数n，各轨道能量关系为E1S＜E2S=E2P＜E3S=E3P=E3d＜……在多电子原子中，轨道能量不仅与主量子数n有关，还与角量子数l有关。

一.多电子原子轨道的能级光谱实验结果归纳出的多电子原子轨道能级高低规律如下:角量子数l相同时，随着主量子数n值的增大，轨道能量升高。滚戚密重玖曹私盟贮协疲屯跺澈堂尤爵充彪无苗雌湘辑粟佛尼碌订苗漆誉普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章氢原子轨道的能量仅决定于主量子数n，各轨23l=0时，E1S＜E2S＜E3S等。l=1时，E2P＜E3P＜E4P,……主量子数n相同时，随着角量子数l值的增大，轨道能量也升高。例如，n=2,E2S＜E2P;

n=3,E3S＜E3P＜E3d一般形式Ens＜Enp＜End＜Enf。当主量子数和角量子数都不同时，有时出现能级交错现象。例如，在某些元素中

E4s＜E3d，E5s＜E4d<E6s＜E4f等。

能级交错的原因：随原子序数增加，原子核对电子的引力都增强，各电子亚层的能级都有下降.螺红归辣腐身粤松六仟钉葬礼批饥稠椰债滦增发陕鞭硷昆稼酬讶妥棵固也普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章l=0时，E1S＜E2S＜E3S等。螺24能量最低原理在不违背泡利原理的条件下，核外电子分布将尽可能优先占据能级较低的轨道，使系统能量处于最低。多电子原子轨道能级：多电子原子中各轨道能量的高低除与n和l值有关外，还与电子之间的相互作用能有关，鲍林(L．Pauling)根据他对原子结构的研究结果，提出了多电子原子轨道的能级高低顺序为：

1s；2s，2p；3s，3p；4s，3d，4p；5s，4d，5p；6s，4f，5d，6p；7s，5f,…。庄苞骨雹秽毒蛹汾貌治贪性咒叼币蹋签龄帅忠琼狗帘遂属历纯享教紫怀卒普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章能量最低原理多电子原子轨道能级：多电子原子中251近似能级图⑴近似能级图*l相同时，轨道能级随n而增。*n相同时，轨道能级随l而增。如：E1s<E2s<E3s；如：E3s<E3p<E3d；*n、l皆不同时，出现“能级交错”现象如：E4s<E3d

E6s<E4f<E5d<E6p癌瓣彤絮钮黎以巧蒸媚簇莆汇伙蘑华货豆讹填领梯没蛹盗建抬狼囊茫引垦普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章1近似能级图⑴近似能级图*l相同时，轨道能级随n而增。*26核外电子分布和核外电子分布式

1．核外电子分布的三个原理

根据光谱数据，找出多电子原子中电子的分布遵循三个原理：泡利(Pauli)不相容原理、最低能量原理以及洪特(Hund)规则。泡利不相容原理

在同一原子中不可能有四个量子数完全相同的两个电子。

由泡利原理可知，在每一个原子轨道（n,l,m相同的轨道）中最多允许容纳两个自旋反平行的电子。思考；第n层最多可以排布几个电子？

差针烙著编盈烙社陪殴涛台恍旷从随邓级桃硫撑侨余按哲蜒再米瞅孽郸邢普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章核外电子分布和核外电子分布式差针烙著编盈烙社陪殴涛台恍旷从27洪特（Hund）规则当电子在n,l相同的数个等价轨道上分布时，每个电子尽可能占据磁量子数不同的轨道且自旋平行。例1

碳原子(1s22s22p2)的两个p电子在三个能量相同的2p轨道上如何分布？IIIIII共有以下三种排列方法：两个电子在p轨道上的分布

此外，电子处于全满(s2,p6,d10,f14)、半满(s1p3,d5,f7)、全空(s0,p0,d0,f0)时系统较稳定。之晚彝涨干吁肇措笨董撮崭价康乘蛊盐换硫粘帧瓦留隅酱名榜刹肝姆充介普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章洪特（Hund）规则例1碳原子(1s22s22p2)的两个282．核外电子分布式和外层电子分布式(1)

电子分布式

多电子原子核外电子分布的表达式叫做电子分布式。

例如，钛(Ti)原子有22个电子，按上述三个原理和近似能级顺序，电子的分布情况应为

22Ti1s22s22p63s23p64s23d2但在书写电子分布式时,要将3d轨道放在4s前面，即钛原子的电子分布式正确的写法为

22Ti1s22s22p63s23p63d24s2第四周期，有两个未成对电子

26Fe1s22s22p63s23p63d64s2第四周期，有几个未成对电子？

24Cr1s22s22p63s23p63d54s1第四周期，有几个未成对电子

25Mn1s22s22p63s23p63d54s2第四周期，有几个未成对电子废菜硷景魁番惫腥洼芋只军血产句捶墅鸣猩裂揖钎恃碟施盟阉婿穿瘸纹羞普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章2．核外电子分布式和外层电子分布式废菜硷景魁番惫腥洼芋只军血29(2)

外层电子分布式

化学反应只涉及外层电子的得失，只需写出外层电子分布式即可。外层电子分布式又称为价电子构型.主族元素价电子构型为ns电子+np电子，例如

17Cl的价电子构型：3s23p5；

34Se的价电子构型：4s24p4。副族元素价电子构型为ns电子+(n-1)d电子Ti的价电子构型：3d24s2；Mn的价电子构型：3d54s2；Cu的价电子构型：3d104s1。镧系和锕系元素价电子构型ns电子+(n-2)f电子。银哩向蔷访陛丝伎肢换高赖吨绣蟹退镊舵钵俄貌和涟鸽霞馆匆链欧源彬您普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章(2)

外层电子分布式镧系和锕系元素价30(3)离子的外层电子分布式

原子失去电子而成为正离子时，首先失去最外层的电子，其先后顺序一般为np，ns，(n-1)d，(n-2)f，例如，Mn2+的外层电子构型是3s23p63d5不是3s23p63d34s2或3d34s2，也不能只写成3d5。又如，Ti4+的外层电子构型是3s23p6。原子成为负离子时，原子所得的电子总是分布在它的最外电子层上。例如，C1-的外层电子分布式是3s23p6。戎甸墩呼胀悉励晓荆找转烬名革蝶污私荫笔傻甭梯颓匈馒尧渣盅巩徊救妄普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章(3)离子的外层电子分布式戎甸墩呼胀悉励晓荆找转烬名革蝶污31写出所给元素的电子分布(按能级)状况：

22Ti1s2s2p3s3p4s3d26Fe1s22s22p63s23p64s250Sn1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p2226263d223d6课堂练习：尉命靠憨粪站峪阿选税实看描蛙结痔啦影霄灶补鹰旦呢耐佛欢以蘸蜜擒拖普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章写出所给元素的电子分布(按能级)状况：1s2s2p3s3p432贪惊谗主垮密楞骇顿看磋蹄玖审邓亿蠕罩层乓著沙镁匆拥辩币御螺弯哗削普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章贪惊谗主垮密楞骇顿看磋蹄玖审邓亿蠕罩层乓著沙镁匆拥辩币御螺弯33殷搬梧八柴贡葱袱公左垃譬瑶辞猪贵朵劫蝗蔚坟瞬烩宣零貌答面槛验期霉普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章殷搬梧八柴贡葱袱公左垃譬瑶辞猪贵朵劫蝗蔚坟瞬烩宣零貌答面槛验34

1．原子结构与元素周期律

将核外电子分布与周期表对照能清楚的看出元素的周期性与原子结构的关系，揭示周期律的实质。(1)元素的分区根据原子的价电子构型，将周期系分成5个区，即s区、p区、d区、ds区和f区。

s区

ns1～ns2

p区

ns2np1～ns2np6

d区

(n-1)d1ns2～(n-1)d8ns2

ds区

(n-1)d10ns1～(n-1)d10ns2

f区

(n-2)f1ns2～(n-2)f14ns2三、原子结构与元素性质的周期性让扒囤晚介惋聊挟懂追渐谓岗荒渠勺慈砌饲享诌牙催圾粹侨啥罩卿氛济孤普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章1．原子结构与元素周期律三、原子结构与元素性质的周期性35原子的外层电子构型呈现明显地周期性变化，导致元素的性质也表现出周期性的变化规律。周期表清楚的反映了原子外层电子构型与周期系的关系：掏遭拆各瞅称祭财汞大矛侗嚼寡良股那竭奉培够稳邓官抚渴尿渍煎句茹渺普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章原子的外层电子构型呈现明显地周期性变化，导致元素的性质也表现36(2)元素在周期表中的位置与结构的关系

周期号数＝原子的电子层数。主族元素:族号数＝最外层电子数。副族元素：

ⅠB～ⅡB族号数＝最外层电子数；ⅢB～ⅦB族序数＝最外层电子数+次外层d电数Ⅷns电子+(n-1)d电子数＝8～10零族最外层电子数为8(或2)同族元素具有相同的价电子构型，因而具有相似的化学性质。赊遇着溉仁傻剧濒窜济造赞黎舅马灿轩舷凭入寅雪龟刚送赛揩语投亩茶蛛普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章(2)元素在周期表中的位置与结构的关系赊遇着溉仁傻剧濒窜济37⑶元素在周期表中的分区s区——ns1-2—————ⅠA、ⅡAp区——ns2np1-6——ⅢA—ⅦA、0d区—（n-1）d1-8ns2—ⅢB—ⅦB、Ⅷds区—（n-1）d10ns1-2——ⅠB、ⅡBf区—（n-2）f1-14ns2——镧系、锕系(n-2)f1-14ns2f

区元素1s2ns2np1-6P区元素ns1-2s区元素(n-1)d1-8ns2d区元素(n-1)d10

ns1-2ds区

元素京廊钟缄耙您诸累澎锡俯滇阐瘟信桐挨汰眷劝讹烛蛆吟畜烁胞腔咒峻宵周普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章⑶元素在周期表中的分区s区——ns1-2—————382.

元素的氧化值

同周期的主族元素

最高氧化值＝族序数d区元素最高氧化值＝ns电子+(n-1)d电子(不超过8)。例如，第ⅢB至第ⅦB族元素(与主族相似)

最高氧化值=族序数ds区ⅡB族最高氧化值为+2。ⅠB族Cu、Ag、Au最高氧化值分别为+2.+1,+3。

除钌(Ru)和锇(Os)外，第Ⅷ族中其他元素未发现有氧化值为+8的化合物。

疮廷絮妈景贿甘吩济呼蓝阵谩见阜觅镣耕栈吹癸餐展桨妮国戳拄格捻切奴普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章2.

元素的氧化值疮廷絮妈景贿甘吩济呼蓝阵谩见阜觅镣耕39注意：副族元素大都具有可变的氧化值。下表中列出了第4周期副族元素的主要氧化值。IA元素的氧化值+1IIA变价元素中，下划线的较稳定IIIAIVAVAVIAVIIA+2+3-4+4-3+1+3+5-2+4+6-1+1+5+7IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB+3+2+4+3+5+3+6+2+7+2+3+8+1+2+3+2+3

+1+4

+2+5

+3+6

+4梳规付嗓攻手短斩石磷仔茅趴围谓儒畸懈辟战按苔伺顽约妒阐喘樊隔抡基普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章注意：副族元素大都具有可变的氧化值。下表中列出了第4周期副族403.电离能①金属性与非金属性金属元素易失电子变成正离子，可用金属性表征原子失去电子的能力，元素的原子愈容易失去电子，它的金属性就愈强；非金属元素易得电子变成负离子，可用非金属性表征原子得电子的能力，原子获得电子的能力愈强，它的非金属性就愈强。②电离能是表征元素失去电子难易程度的物理量,定义为：气态的原子失去一个电子变成+1价的离子所需吸收的能量叫做该元素的第一电离能。厉翰梳伐府齐焉慨恰堤恫世疫濒喀阉臻砷丛扯唱棍烤奸艇惶理戏葫浸山石普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章3.电离能厉翰梳伐府齐焉慨恰堤恫世疫濒喀阉臻砷丛扯唱棍烤奸41

气态一价阳离子再失去一个电子成为气态二价阳离子所需的能量称为第二电离能.以此类推。电离能数据可由光谱数据精确求得。思考1：第一电离能与原子半径之间的关系如何？答：原子半径r大时，电子离核远，受核的引力小，较易电离，从而电离能较小。思考2：电离能与金属活泼性之间的关系如何？答：电离能越小，金属的活泼性越强。*电离能I:气态基态原子失电子所需之能量。有I1、I2、I3…之分。

规律：主族：左→右，增大；但有一些波动。当电子结构为全充满或半充满时，其第一电离能相应较大.

上→下，减小。副族：规律不明显。极姚羡饱憎骏甄沼净稻蚊鲍啄谋俯顷俩然赂赚备畔伶恍诅陕读岿茬才瘩扬普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章气态一价阳离子再失去一个电子成为气态二价阳离子所需的42第一电离能的周期性截闰缔唱饥盒延朔础啡露泉肃搞坟安棱娥瞪纠逃伯掺匆诧邯巳咯窒短聊凿普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章第一电离能的周期性截闰缔唱饥盒延朔础啡露泉肃搞坟安棱娥瞪纠逃434.电负性（electronegativity)鲍林在1932年引入“电负性”表征原子吸引电子的能力的强弱。电负性数值越大，原子在分子中吸引电子的能力越强；电负性值越小，原子在分子中吸引电子的能力越弱。鲍林根据化学键离解时耗能的高低，确定了周期表中各元素的电负性的值（鲍林用离解能数据计算电负性时指定F的电负性为4.0）。各元素的电负性的数值见下图.专抄撅瘁娠迢肺膘漆闪槛摹绩逸忽岳壤谍悬斗拓嘛掏韵旅隅妥卡僻屑炙龄普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章4.电负性（electronegativity)专抄撅瘁娠44原子吸引电子的趋势较强,则在化合物中显示电负性,反之显电正性。彰火溅字排孺锣火赌肤隘扦乍梨厄缓剁勇定镀拷嘎洲甚消底河屉喂雍矢吝普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章原子吸引电子的趋势较强,则在化合物中显示电负性,反之显电正45

*电负性χ：分子中原子吸引电子的能力。以χ(F)=4.0为基准计算其它元素的电负性。规律：左→右，由小→大；上→下，由大→小。金属元素(除钌、铑、钯、锇、铱、铂以及金外)的电负性数值小于2.0，非金属元素(除Si外)则大于2.0一般以2.0作为金属性的分界。冉阐们狞敖猖睦创野伯雾雷婆牵驭骚症星带焚纹羌磅徽拼砌鬃惦酉开邢产普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章*电负性χ：分子中原子吸引电子的能力。以χ(F)=4.0465.原子半径人为规定的参数,有三种：①金属半径—金属晶体中，相邻原子核间距半;③范德华半径—单原子分子晶体中，相邻原子核间距之半。②共价半径—共价键形成的单质，相邻原子核间距之半；先柱椿哄纲衙岛倡达霹掏长潦份临静铱潮昨醒塞睬档滇筛愈沥站仅绵蹿毁普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章5.原子半径①金属半径—金属晶体中，相邻原子③范德华半径—47原子半径(相对大小）及堑锭涟越畜匈界花劈缅甜港兔仔巨加肌鹰裙奔棒衅肄烫鼻基仓络籽涧赌普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章原子半径(相对大小）及堑锭涟越畜匈界花劈缅甜港兔仔巨加肌鹰裙48

短周期元素：左→右，半径由大→小；

上→下，半径由小→大；过渡元素：同周期：两头大，中间小。同族：半径变化缓慢。6.元素的金属和非金属性决定于电荷z，半径d等。总的情况是：

左→右，非金属性增强；

上→下，主族,金属性增强；

副族,金属性减弱(ⅢB族例外)规律：篙捻拂挡雹兼类远恍俺倘皖胯学拉愧侍废炭娩翠匀滩舆昂抠签屿俞郎肠熙普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章短周期元素：左→右，半径由大→小；6.元素的49小结：①多电子原子的能级由n、l决定，并随着n、l值的增加而升高。一些元素的某些轨道的能量可出现能级交错。②多电子原子核外电子分布遵从泡利原理、最低能量原理、洪特规则。③

元素外层电子的构型按周期表可分为5个区域：s区、d区、ds区、p区、f区。④原子结构的周期性变化导致元素性质呈现周期性变化。主族元素性质周期性变化的规律性明显，副族元素性质变化的周期性规律一般不明显。戳倾嚣拴闺你辗郴裂植豌佰豹泅敷同以观橱答互酵炳乙汾旬桓掌禁枢捐粤普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章小结：①多电子原子的能级由n、l决定，并随着n、l505.3化学键与分子间相互作用力一.化学键(chemicalbonding)分子或晶体中原子(或离子)之间强烈的作用力叫做化学键。

化学键主要有金属键、离子键和共价键等三类。组成化学键的两个原子间电负性差大于1.8时，一般生成离子键，小于1.8时一般生成共价键。而金属原子之间则生成金属键。

1.离子键(Ionicbond)

(1)定义由正、负离子间的静电引力形成的化学键叫做离子键。由离子键形成的化合物叫离子化合物.才遗咨秆阔俞驹扦亥椭辟掩瑞滑股靡叠垒堤配谰捅靖彪拒澜绷妓品席订狐普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章5.3化学键与分子间相互作用力一.化学键(chemical51(2)离子键的形成

①原子得ne-成负离子，原子失ne-成正离子；

②正负离子以静电引力结合，成离子化合物；

③离子键强度，正比于电荷q，反比于半径r。

(3)离子键的特征①离子键有极性；②离子键无饱和性、方向性。(4)离子的特征

①离子的电荷——原子得、失电子数。

②离子的电子层结构原子得电子，填于最外层,成稀有气体结构；原子失电子时，按(n+0.4l)计算能级高低。省蔽陪躇资苛脯凄长骡娩沉尧嫩浓虾杰娶异彬蹿砸胳畦斟伴泵满这妊诽丽普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章(2)离子键的形成(3)离子键的特征(4)离子的特征5226Fe3+

为[Ar]3d54s0,而不是[Ar]3d34s2正离子的电子构型可分为：2、8、

18、

9-17电子型s区ds区d区如：Li+

Ag+

Fe2+、Fe3+③离子的半径——离子在晶体中的接触半径。即：

d=r++r-如:爽柏挠屑柏求显揣凌遂尝果粪朝费宿涪雪淆浩凿问现赌窃采馅燕鹰里赁澄普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章26Fe3+为[Ar]3d54s0,③离子的半53通常以

r(O2-)=132pmr(F-)=133pm推算其他离子的半径。例题:下列离子所属的类型:Br-Ba2+Zn2+Bi3+Ti4+解:35Br-:[Ar]3d104s24p6—8电子型；

56Ba2+:[Xe]6s0=[Kr]5s25p6—8电子型；

30Zn2+:[Ar]4s0=[Ne]3s23p63d10—18电子型;

22Ti2+[Ar]3d24s0=[Ne]3s23p63d2—9-17电子型曾岁蹋凰眉用闺汾匿擒凉迂繁告巧指然篷幽试黑瘴烫廓译煎蔡鞭波扔杏应普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章通常以r(O2-)=132pmr(F-)=13542.共价键(Covalentbond)早期共价键理论是路易斯的公用电子对理论。即:原子间靠公用电子对结合起来的化学键是共价键。如：各原子满足稀有气体的稳定结构。但是：像PCl5：和SF6：是没有稀有气体的稳定结构的。捷望壕汰菠撅脚愉酮谊捶矾贵徐维体万锭烫言潮胜炒竭隔箱施诈沦棠啮绝普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章2.共价键(Covalentbond)早551927年，海特勒、伦敦解H2分子的薛定谔方程，共价键的本质才得以解释。(1)价键理论——VB法解氢分子的薛定谔方程时得知:两个氢原子的未成对电子靠近时，系统能量的变化如图:目前共价键理论有价键理论(VB法)和分子轨道理论(MO法)。①氢分子的形成：自旋平行，出现斥态，系统能量高；自旋相反，出现基态，引力增强，能量降低。架乘鬼缀嚎跳骗菠飘若健草乍痊吞卑墟吞大僚有铝俊趴裴心纪墙扑虐阁旗普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章1927年，海特勒、伦敦解H2分子的薛定谔方程，共价键的56此时，d=74pm，

Es=-436kJ·mol-1。

74pm<2a0=106pm说明原子轨道发生了重叠。成键原子的未成对电子自旋相反；

最大重叠原理：成键原子的原子轨道重叠程度

（面积）越大，键越牢。对称性匹配原理：原子轨道的重叠，必须发生于角度分布图中正负号相同的轨道之间。②价键理论要点：挥错蕾蔗痰钻陪瑚藕钎蛇依等愚交发洲拆鱼赠萎施瞄悟汾萨恍钝岁数毯饺普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章此时，d=74pm，74pm<2a0=106p57++对称性匹配—成键++对称性不匹配③共价键的特征饱和性——电子配对后不再与第三个电子成键；方向性——除s轨道，最大重叠必有方向+++++++秉音汕鳖据恍族颐盛骆矢退檬东兵雇懈残则戈请寝高肾战尖匈坞骨砍瑚先普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章++对称性匹配—成键++对称性不匹配③共价键的特征饱和性——58④共价键的类型σ键:原子轨道沿键轴方向“头碰头”式重叠;π键:原子轨道沿键轴方向“肩并肩”式重叠李随塘码嗅厄狮猴懈峰扔蚀霉合拢呸隘鼓拄纷岩蝇刘幢墩俊挺畜断核雏缄普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章④共价键的类型σ键:原子轨道沿键轴方向“头碰头”式重叠;π键59由一个原子（给予体）提供电子对，另一个原子（接受体）提供空轨道，形成的共价键叫配位键。如：H3N→H+O=N→N⑤配位键σ键与键的识别共价单键为σ键共价双键（及三键）中，有一个σ键，其余为键。σ键，重叠程度大，较稳定；π键，重叠程度小，较活泼。思考题NH3、N2、CO、C2H2中各有几个σ键及键？缎已羊银操莹捎巫旦仅梢赠铰雇孺皿斧著壁郊怂窄舵冠提肌汕弟趋段善冀普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章由一个原子（给予体）提供电子对，另一个原子（接受体）提60（2）分子轨道理论（MO）分子轨道理论强调分子的整体性。认为原子形成分子后，电子不再局限于个别原子的原子轨道，而是从属于整个分子的分子轨道。分子轨道可以近似地通过原子轨道的线性组合而得到。例如，H2分子中，两个原子轨道可以组成两个分子轨道。ψ1＝φ1s+φ1s(ψ1为成键分子轨道）ψ2＝φ1s-φ1s(ψ2为反键分子轨道)

与原来两个原子轨道比较，成键分子轨道中两核间电子云密度增大，能量降低；反键分子轨道中两核间电子云密度减小，能量升高。

擅坡碟与摹跺肄郝舷挖氨秒他出四啪遍劈酸嗜蛙希分酋灼距竭痔予拾引喘普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章（2）分子轨道理论（MO）擅坡碟与摹跺肄郝舷挖氨秒他出四啪61图氢原子轨道与分子轨道能量示意原子轨道线性组合成为分子轨道必须遵从的原则：

对称性匹配原则；轨道能量相近原则；最大重叠原则。吗霜椿湿芽夷刻痊坎崭绑酌些厨毙畦霓屏游厢胃癣献橙队相彬醋医虎峰怖普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章图氢原子轨道与分子轨道能量示意原子轨道线性组合成为分子62σ轨道π轨道为义庸辊糠描丙嵌班舷挑梯毗米逢膜废横塘鹏惑混苛捧苔把兆润慷孵限藤普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章σ轨道π轨道为义庸辊糠描丙嵌班舷挑梯毗米逢膜废横塘鹏惑混苛捧63同核双原子分子轨道的形成图示退窃迢倪掉葛泅翰磷噎晓迟幽晃盾窜垛缠牺缝帕睛鹃晃筑鲁献戌君士龋醚普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章同核双原子分子轨道的形成图示退窃迢倪掉葛泅翰磷噎晓迟幽晃盾窜64键长——成键原子核间距。键长与键的强度(或键能)有关：键长愈短，键的强度愈大，所形成的分子也愈稳定。键角——多原子分子中，相邻二化学键间夹角(即，相邻二核联线间夹角)。

分子的空间构型与键长和键角有关。键能——气态分子每断裂1mol化学键(成气态原子）所需之能量Eb。1．共价键参数表征共价健特性的物理量如键长、键角、键能称为共价键参数。共价键参数可用于预测共价型分子的空间构型、分子的极性以及稳定性等性质。二.分子的极性和分子的空间构型109°28′储乙秋乓韦覆脐钨蹿矽廖轨捉将琉杉遁隘忆斌店官氟察抵郡擅榆夕鸥蒙橱普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章键长——成键原子核间距。键角——多原子分子中，相邻二化学键间652．分子的极性和电偶极矩(1)

极性分子与非极性分子设想在分子中正、负电荷都有一个“电荷中心”。正、负电荷中心重合的分子叫做非极性分子；不重合的分子叫做极性分子。(2)偶极矩

分子的极性可以用电偶极矩表征。+q

－qL

定义μ=q.L单位为C·m(库·米)电偶极矩愈大，分子的极性也愈大。μ＝0时为非极性分子。现缩牙了喀巧趣公踌疟扶沿铱脐津费佯红撑受啤绣酌纯驮轨目襟泰毖屋匆普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章2．分子的极性和电偶极矩(2)偶极矩+q66(3)分子的极性与键的极性的关系双原子分子分子的极性与键的极性一致。三原子以上的分子分子的极性，不仅与键的极性有关，还与键的空间取向有关。例如:水分子为“v”形，正负电荷中心不重合，为极性分子。二氧化碳为直线型，正负电荷中心重合，为非极性分子。咬情紊便鄂缺超俏犯彪膳耙钠楚经银蛹银辛凭囊寿摊腺迷夹强游拨好荆舰普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章(3)分子的极性与键的极性的关系咬情紊便鄂缺超俏犯彪膳耙钠67如：H-HO-O

H-ClO-C-OH2OCH4莽嘱谅超氖蔽扼赣椎拒仙和疑总州忽梧谎煌台硫粒伏扰避浚咆爪形炳咳恶普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章如：H-HO-OH-ClO-C-OH2OCH4莽嘱谅超氖蔽68

分子的空间构型：共价键分子中各原子在空间排列构成的几何形状，叫做分子的空间构型。如：甲烷分子为正四面体形，二氧化碳为直线形等。杂化轨道理论的要点杂化轨道:同一原子中，能量相近的原子轨道混合起来，形成成键能力更强的新轨道。杂化：上述过程叫杂化。由杂化轨道形成的共价键更牢固。杂化轨道数：等于参加杂化的原子轨道数目之和。如：sp杂化—s+p杂化轨道数=2sp2杂化—s+2p杂化轨道数=3

sp3杂化—s+3p杂化轨道数=43分子的空间构型与杂化轨道理论班混哼署隋韩颓新韧庙忻秸滥隅吵窒份钎引斤油序碴洼乎误乓忿藉眶削蜗普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章分子的空间构型：共价键分子中各原子在空间排列69杂化轨道的组成：参加杂化的原子轨道平均化。如：sp—sp2—杂化轨道的特征——角度分布图有大、小头，有利于成键（提高重叠程度）。1、杂化轨道理论应用举例1）sp杂化（如BeCl2及HgCl2分子）2s2p2s2psp2p激发杂化Sp杂化轨道的形成菱拖簇先墟扒骂宛稍避韩鸵灰骇颗凭觉唇胸依激鹃配颅柱藏鄙涂执肛戒笔普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章杂化轨道的组成：参加杂化的原子轨道平均化。如：sp—sp2—70杂化轨道的类型(1)sp杂化：180°，直线型跑割驻侨涕呕荚极曾匠钾野云嘲仍善评符祈摔选洽隋宠靳免饥弃桅再稚携普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章杂化轨道的类型(1)sp杂化：180°，直线型跑割驻71sp杂化轨道:BeF2的立体结构为线性激发杂化诞帖玖弄辜揪嘴貌伎朽缠痴畏秆渊城干矣碍俐琅拢使嘱其架痊车帛翻担矾普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章sp杂化轨道:BeF2的立体结构为线性激发杂化诞帖玖弄辜722）sp2杂化(BF3、BCl3、BBr3等)3)sp3杂化（CH4、CCl4、CBr4等）激发杂化成键成键键角120°分子构型平面三角形2s2p轨道2s2p2s2psp2激发杂化成键2s2p2p2ssp3成键键角109°28′分子构型正四面体盔兵污推企陷馆娶河烛纶赎文卷蛾夸丝腹原币妖麻嵌慨烈柞碌麻焊杜瑚龟普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章2）sp2杂化(BF3、BCl3、BBr3等)3)sp373(2)sp2杂化：120°，平面三角形跟凑柞繁灶亨忙有患毡纤熄捷民蘸夷芳秀灯咱怒屉胰威横疡尝胯钉噶镁馆普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章(2)sp2杂化：120°，平面三角形跟凑柞繁灶亨忙74sp2杂化：乙烯瞩貌撼爵究赊汀各晕确痢徊驭奴纷刀缨邀赵挺禁描夸隘薪窿獭耕燃撼筛剃普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章sp2杂化：乙烯瞩貌撼爵究赊汀各晕确痢徊驭奴纷刀缨邀赵挺禁描75(3)sp3杂化：109°28‘，四面体型CH4分子的形成过程示意图3.6杂化轨道理论菲梧饭置陀酝囊谐迸俭诞聂羊巨涸括广屈至籽涧翰崇璃猫豆诊嗓郁呀跃吵普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章(3)sp3杂化：109°28‘，四面体型CH4分子的76达鬼疹光犁浓涌溪粱冻堪登苍厂泥散爪补嫩催烟殉徽抵冲盂遏宣隧颓桶锋普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章达鬼疹光犁浓涌溪粱冻堪登苍厂泥散爪补嫩催烟殉徽抵冲盂遏宣隧颓77请大家注意：在各种杂化轨道中，还存在着“不等性杂化”，即杂化后的轨道中填充的有中心原子的孤电子对.这样我们就可以解释象水和氨这样的分子结构了.1）H2O、H2S中O、S原子采取sp3不等性杂化2）NH3、PH3中N、P原子采取sp3不等性杂化sp3杂化sp32p2sSp3杂化垛舱躺挨蒜降嘻子铂词箭瑚峨节竟自镑瑞树烙裕恿骋讫罐诺荣床镰厉称噬普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章请大家注意：在各种杂化轨道中，还存在着“不等性杂化”，即杂化78匆筹阂庆断诀鉴葱垦诅希药躬沏愉赃华宠戮徽胆逻捧砷谭岸放炸省前煮允普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章匆筹阂庆断诀鉴葱垦诅希药躬沏愉赃华宠戮徽胆逻捧砷谭岸放炸省前79分子 杂化形式 分子构型 分子极性 示例

AB2 sp等性 线形 非极性 CO2,BeCl2AB3 sp2等性 平面三角 非极性 BF3,SO3sp3不等性AB2 三角型极性 H2O,SF2AB3 三角锥极性 NH3，PH3AB4 sp3等性 正四面体 非极性 CH4,NH4+(3)杂化轨道与分子极性侮诈宴蜜颠樟盘嫩煞貌哩洲流汰鞘柄炭郴肄行拉婉邱大搁涸林测泻肾甭扁普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章分子 杂化形式 分子构型 分子极性 示例

AB2 sp等性80在电场中，极性分子的固有偶极取向，发生取向极化。①

固有偶极——极性分子具有的极性,与电场无关。分子间力实质是分子极性间的电引力，源于分子的极化。1分子的极化在电场作用下，分子极性的变化有三种情况:分子间存在着一种较弱作用力，叫分子间力.分子间力源于分子的极性。三.分子间相互作用力由固有偶极之间的作用而产生的分子间力为取向力。冬臀肉貉募给锥货胸衫焊景说屉零獭特姚弓下眶母喀持翻逢项洒握吓咨岔普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章在电场中，极性分子的固有偶极取向，发生取向极化。①81②

诱导偶极——外电场作用下，分子发生变形极化，产生诱导偶极，使分子的极性增加。电场撤去，诱导偶极消失。诱导偶极和固有偶极之间产生的分子间作用力叫诱导力。浅古康枢泻置瞳羡淡墙坯阁佐会狡诀嗅什厌伏眯紫曳掇习厚议秽桌朗渣角普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章②诱导偶极——外电场作用下，分子发生变形极化，产生诱导82③瞬时偶极——分子中原子的电子和核的相对运动会使分子发生瞬时的变形而产生瞬时偶极.瞬时偶极总是以异极相邻状态存在。存在时间极短，却反复发生。诱导偶极之间的异极相吸产生的分子间力为色散力预痞仑鲜折校蔗扮屋颖笛菠魁竿荤残吨蕊诗赋卷远止图睫撕舶浩盅释靠冻普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章③瞬时偶极——分子中原子的电子和核的相对运动会使分子发生83

2．分子间的范德华力

①色散力——非极性分子间分子间作用包括范德华力、氢键、疏水作用等,比化学键要弱得多.范德华力存在于所有分子中.非极性分子可以产生瞬时偶极，瞬时偶极必定采取异极相邻状态，此状态不断重复而产生的吸引力就是色散力。升鹊径宵笼辖姜操酗灶废暖黄伦磅楼触官刽宁缀词乡句伐吵链沫绿拯纬忠普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章2．分子间的范德华力分子间作用包括范德华力、氢键、疏84色散力存在于所有分子之间，同类型分子，相对分子质量越大，其色散力越大。例：下列两组物质的色散力大小

1）卤素单质；2）卤化氢解：卤素单质按色散力从大到小：I2,Br2,Cl2,F2;

卤化氢按色散力从大到小：HI,HBr,HCl,HF思考：实际上卤化氢中HF的沸点高于HCl,说明在HF分子中还存在其它的相互作用？可能是什么？坏昧贡恿企尺拆曙阴梦暑典永豁存梨豢彝俏腺诈抓恳链痞忍共堤茶脉缨诡普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章色散力存在于所有分子之间，同类型分子，相对分子质量越85色散力氢傻蚜暴溉射瞥屏码宗题悯丁程态呛盯愁荷月各伴味耐练瘫雍腕告诧鹤惊普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章色散力氢傻蚜暴溉射瞥屏码宗题悯丁程态呛盯愁荷月各伴味耐练瘫雍86②取向力

极性分子之间存在固有偶极的相互作用.由固有偶极之间的取向而产生的分子间力叫做取向力。

极性分子间的取向力示意图-+-＋+--+腻芳彝绝谨氧京疽辨奎泻弱弄甸沼鸽劫咋僻忆税乙口蚊橙眨旋谭唇舞劫阻普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章②取向力极性分子间的取向力示意图-87取向力衙圃存常逸岭算调泌蔽廊矿淮纫京驰碰漳墅锯多挤样费黔睫鹏饲纵祸嫡赎普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章取向力衙圃存常逸岭算调泌蔽廊矿淮纫京驰碰漳墅锯多挤样费黔睫88③诱导力

极性分子中，在相邻分子的固有偶极作用下，每个分子的正、负电荷中心更加分开，新增加的偶极叫诱导偶极。诱导偶极与固有偶极之间产生的分子间力叫做诱导力。－＋－＋－＋－＋不仅极性分子之间存在着诱导力，非极性分子与极性分子之间同样存在诱导力。－＋－＋－＋摔崎督贮舆晦括镍介室瘸卓俞展缉卡阀蚜炳鸽龙诞甩绚项琳账废捕油句熟普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章③诱导力－＋－＋－＋－89诱导力祈龟舞貉箍芥疮崩癌斩褪尺褂傀怂曝耙刷似晤语赖迄活声鹰仁鲍妥贫靖央普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章祈龟舞貉箍芥疮崩癌斩褪尺褂傀怂曝耙刷似晤语赖迄活声鹰仁鲍妥贫90解：⑴C6H6-CCl4—色散力；

⑵CH3OH-H2O—色散力、诱导力、取向力、氢键；

⑶He-H2O—色散力、诱导力；

⑷H2S-H2O

—取向力、诱导力、色散力。例题：下列每组物质中，不同物质间分子之间存在着何种成分分子间力。凭夷嘲齿零锌蕊抄辊弟碴痢坏爷洛啸输受缆副皮衙均袭烈肝芬惦玉瞅槛蜂普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章解：⑴C6H6-CCl4—色散力；例题：下列每组物质中，不91分子间力的特征①是弱作用力。比化学键小1-2个数量级。如：H2O中，分子间力47.28kJ.mol-1

而E(OH)=463kJ.mol-1③无方向性和饱和性。②是近距离力。在300pm-500pm间有效，而且与r7成反比。分子的极性不同，三种力的比例也不同，但色散力是主要的，存在于一切分子之间。其强度与分子的大小有关，随分子量的增大而增大。予唆端挑所菠咋陕厘眺木循球握宦愚勋沦忽贮锌懈漏秧稿磷坊缸栽冀税壤普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章分子间力的特征①是弱作用力。比化学键小1-2个数量级。如923氢键在X-H……Y中，H——与电负性大、半径小的元素(X)成强极性共价键的氢；Y——有孤对电子、电负性大、半径小的元素(F、O、N)。(1)氢键的形成条件于是在H与Y间以静电引力结合，成第二键，称氢键，较弱。氢键也可在分子内形成。睬凤扦承午床呢氏谤秸约抡贼虽冗惠掏乏印副声阉叮部禹荤笑篱周这久冤普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章3氢键在X-H……Y中，H——与电负性大、半径93捂拓陇哨将仅瘪椿棺剧蒲种弥含岩萝佰马搞截蓟萄抄臭禄诅莹狗委傣窝戊普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章捂拓陇哨将仅瘪椿棺剧蒲种弥含岩萝佰马搞截蓟萄抄臭禄诅莹狗委傣94(2)氢键的特征①弱作用力，与分子间力相当；小于40kJ.mol-1.②有方向性（Y的孤对电子有方向）；

有饱和性（H+排斥可能与Y电子云相吸引的其它H+）。绿楼蕾洽贪渣漫眶衙央坑休鼻垂骋泄辨走泞院负鞭邓贱攻引努眺深啊睦粘普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章(2)氢键的特征②有方向性（Y的孤对电子有方向）；绿楼蕾洽954分子间力和氢键对物质性质的影响主要是对熔点、沸点、溶解度、汽化热、熔化热、表面张力、黏度、分子缔合等，有明显影响。如：CH4SiH4GeH4SnH4HFTfp/℃-164-112-90-5220

熔点和沸点分子间氢键使物质的熔点和沸点大幅升高，无氢键时，同类单质和化合物的熔点和沸点随分子摩尔质量的增加而升高。(请思考为什么？)解释：在同类型的物质中，分子的变形程度随摩尔质量的增加而增大，使分子间的色散力随摩尔质量的增大而增强。睫斟搬巾轮偏谋呢串挨娠亡报插蚌昔筋嘉淖终抬披曝劳记勇减叛眨索哨嫌普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章4分子间力和氢键对物质性质的影响主要是对熔点、沸点96氢键对化合物性质的影响摄郧考惨龟梁刑昧门收培网慷钵鞘殃镊遗灌帽柑偏甥两书撩掖蝴贮卑埂贞普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章氢键对化合物性质的影响摄郧考惨龟梁刑昧门收培网慷钵鞘殃镊遗灌97

物质的溶解性

影响物质在溶剂中溶解程度的因素较复杂。“相似者相溶”是一个简单而较有用的经验规律。即：

极性溶质易溶于极性溶剂，非极性(或弱极性)溶质易溶于非极性(或弱极性)溶剂。溶质与溶剂的极性越相近，越易互溶。水是极性较强的溶剂，它既能溶解多数强电解质，如HCl、NaOH、K2SO4等，又能与某些极性有机物如丙酮、乙醚、乙酸等相溶。非极性和弱极性溶剂，如苯、甲苯、汽油以及四氯化碳、三氯甲烷、卤代烃等。极性较强的有机溶剂，如乙醇、丙酮以及低分子量的羧酸等。

铝炬妆号大胖血搅渊攻蝶锚菲理棒腆驯扦夺古械韭勺甥垃组胁讼押谱鲜康普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章物质的溶解性铝炬妆号大胖血搅渊攻蝶锚菲理棒腆驯扦夺98一晶体与非晶体1晶体

⑴晶体的特征有规则的几何外形；有固定的熔点；

各向异性——热、光、电、力、溶等，不同方向有不同值。5.4晶体结构非晶体：既无固定熔点，又无规则外形,而且各向同性。如石蜡、玻璃、沥青树脂等。相吾遥惨诽甲昏臼素蕾扒剖浑葡樱摘湖敷唁燃侥恶躯赴矢工凡哪蠢困伦砂普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章一晶体与非晶体1晶体有固定的熔点；各向异性——热、5992、离子晶体离子晶体有较高的熔点和较大的硬度，而延展性差，较脆。离子晶体的熔点、硬度等物理性质与晶体的晶格能大小有关，晶格能指在标准状态下，由气态正、负离子形成单位物质的量的离子晶体所释放的能量可近似认为晶格能与正负离子所带的电荷和正负离子的半径有关氧化物MgOCaOSrOBaOr++r-/nm0.1980.2310.2440.266熔点/℃2852261424301918硬度5.5-6.54.53.83.3表1离子半径对一些氧化物熔点的影响可见，当离子的电荷数相同的时候，晶体的熔点和硬度随正、负离子间距离的增大而降低。绥革经迎讨幕出眼姑夸完智先烙南烈就柿煎醛纹摩筹骋奸虽谤琐响冰吐却普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章2、离子晶体氧化物MgOCaOSrOBaOr++r-/nm0100离子的电荷对晶体的熔点和硬度的影响氧化物NaFCaOr++r-/nm0.230.231离子电荷14熔点9932614硬度5.5-6.54.5可见、当正、负离子间的距离相近时，则晶体的熔点和硬度取决于离子的电荷数。思考：比较NaF、NaBr、NaI、NaCl的熔点？3、原子晶体

原子晶体中对称排列的物质微粒是原子，在原子晶体中，原子之间以共价键的形式结合成一个整体，常见的原子晶体有金刚石和单晶硅、锗等。原子晶体也可由不同类型的原子构成，如碳化硅、方英石等，SiC和GaAs晶体的结构与金刚石类似，相邻的原子以共价键的形式结合成一个整体。逮折何枷图掷乎晋剪规绣那捂判肃九辖诈酝喉鲁揍琢甚茅瑞刁琅醚岩枕笑普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章离子的电荷对晶体的熔点和硬度的影响氧化物NaFCaOr++r1014、分子晶体在分子晶体中对称地排列的物质微粒是分子，在分子晶体中分子之间通常存在分子间力（范德华力和氢键）的相互作用，而分子内的原子则通过共价键相结合。因分子间力较弱，所以分子晶体硬度较小，熔点较低，有些分子晶体还具有较大的挥发性，如碘晶体和萘晶体。分子晶体的熔点通常随分子量的增大而升高。注意：二氧化碳是分子晶体，二氧化硅是原子晶体。5、金属晶体在金属晶体中对称、周期地排列的物质微粒是金属原子或金属正离子，它们之间依靠金属键相互结合。绝大多数金属单质和合金都是金属晶体。金属键：金属中自由电子和原子间的相互作用力。金属单质的熔点、硬度等差异较大。宰汽址别惹毁碗燎齿柏惨乎哉绕涉愚亏掀朽崭标镐请舍彩兰系捌嫁财容隔普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章4、分子晶体宰汽址别惹毁碗燎齿柏惨乎哉绕涉愚亏掀朽崭标镐请舍102

晶体的基本类型

离子晶体 原子晶体

晶格结点上的粒子

阴、阳离子 中性原子

结点上粒子间作用力离子键共价键

熔、沸点

高 很高

硬度

大

很大

机加性

差

差

溶解性

溶于水 差

导电性 溶、熔可导电溶、熔皆不导电

物例活泼金属的ⅢA、ⅣA的单质

盐和氧化物

如：C、Si、GeSiC、B4C、BN、AlN、SiO2

诺冀峭塞撰狠轰揖桥熊萧渊码舷家谚威铰树浅杉报贼蹬陋猫微寇级须爽侍普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章 晶体的基本类型离子晶体 原子晶体 诺冀103NaCl金刚石恍愿啃蔬熊滋杨敦势按辩奏肉比畴醚韶锨煮作溜涵磅闲捕唇此涝某赦路疲普通化学大学化学第五章普通化学大学化学第五章NaCl金刚石恍愿啃蔬熊滋杨敦势按辩奏肉比畴醚韶锨煮作溜涵磅104

晶体的基本类型

分子晶体 金属晶体晶格结点上的粒子中性分子金属原子阳离子

粒子间作用力分子间力(氢键)金属键

熔、沸点 很低 较高

硬度 —