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1、(海量营销管理培训资料下载 ) 第十章 化学键与分子结构 1 离子键理论 1916 年德国科学家 科塞尔 ) 提出离子键理论。 一 离子键的形成 1 形成过程 以 为例 。 第一步 电子转移形成离子： e ， + e 第二步 靠静电吸引， 形成化学键 。 相应的电子构型变化： 2s 2 2p 6 3s 1 2s 2 2p 6 ， 3s 2 3p 5 3s 2 3p 6 形成 的稀有气体原子的结构，形成稳定离子。 (海量营销管理培训资料下载 ) 横坐标 核间距 r ；纵坐标 体系的势能 V。 纵坐标的零点 当 r 无穷大时，即两核之间无限远时的势能。 下面来考察 和 彼此接近的过程中，势能 V
2、的变化。 体系的势能与核间距之间的关系如图所示： V 0 r0 r 图中可见： r 当 r 减小时，正负离子靠静电相互吸引，势能 V 减小，体系趋于稳定。 (海量营销管理培训资料下载 ) r = V 有极小值， 此时体系最稳定，表明形成离子键。 2 离子键的形成条件 1 元素的电负性差比较大 X 生电子转移，形成离子键； X 实际上是指离子键的成分大于 50 %。 2 易形成稳定离子 2s 2 2p 6， 3s 2 3p 6 ，达到稀有气体式稳定结构。 4 + 3 d 轨道全充满的稳定结构。 只转移少数的电子，就达到稳定结构。 而 C 和 原子的电子结构为 s 2 p 2 ，要失去或得到 4
3、e， 才能形成稳定离子，比较困难。所以一般不形成离子键。如 (海量营销管理培训资料下载 ) 3 形成离子键时释放能量多 s ) + 1/2 ( g ) = s ) H = 410.9 kJ 在形成离子键时，以放热的形式，释放较多的能量。 、 等，均为共价化合物 。 二 离子键的特征 1 作用力的实质是静电引力 221 分别为正负离子所带电量 ， r 为正负离子的核间距离。 2 离子键无方向性和饱和性 与任何方向的电性不同的离子相吸引，所以无方向性； 且只要是正负离子之间，则彼此吸引，即无饱和性。 学习了共价键以后，会加深对这个问题的理解。 (海量营销管理培训资料下载 ) 三 离子键的强度 1
4、键能和晶格能 键能 （ 以 为例 ） 1 气态 分子，离解成气体原子时，所吸收的能量，用 表示。 g ) = g ) + g ) H = 能 越大，表示离子键越强。 晶格能 气态的正负离子，结合成 1 晶体时，放出的能量，用 U 表示。 ( g ) + ( g ) = s ) H = U 晶格能 U 越大，则形成离子键得到离子晶体时放出的能量越多，离子键越强。 键能和晶格能，均能表示离子键的强度，而且大小关系一致。晶格能比较常用。 (海量营销管理培训资料下载 ) 2 玻恩 哈伯循环 ( 和 计了一个热力学循环过程，从已知的热力学数据出发，计算晶格能。具体如下： ( g ) H 1 ( g )
5、H 3 ( s ) + 1/2 ( g ) ( s ) H 6 H 1 = S = kJ1 ， ( s ) 的 升华热 S ； H 2 = 1/2 D = 119.7 kJ1 ， ( g ) 的离解能 D 的一半； H 2 ( g ) H 4 ( g ) H 5 + (海量营销管理培训资料下载 ) ( g ) H 1 ( g ) H 3 ( s ) + 1/2 ( g ) ( s ) H 6 H 2 ( g ) H 4 ( g ) H 5 + H 3 = = 496 kJ1 ， 的第一电离能 I 1 ； H 4 = E = 348.7 kJ1 ， 的电子亲合能 E 的相反数； H 5 = U
6、= ? ， 的晶格能 U 的相反数； (海量营销管理培训资料下载 ) ( g ) H 1 ( g ) H 3 ( s ) + 1/2 ( g ) ( s ) H 6 H 2 ( g ) H 4 ( g ) H 5 + H 6 = f 410.9 kJ1 ， 的标准生成热。 由盖斯定律 H 6 = H 1 + + H 3 + H 4 + H 5 所以 H 5 = H 6 ( + H 2 + H 3 + H 4 ) 即 U = + H 2 + H 3 + H 4 H 6 = S + 1/2 D + E f (海量营销管理培训资料下载 ) U = + 496 + ( kJ1 ) 以上关系称为 循环
7、。 利用盖斯定律，也可以计算 的离子键的键能。 ( g ) g ) + g ) H = E i ( g ) l ( g ) + ( s ) g ) + ( g ) ( g ) = E i (海量营销管理培训资料下载 ) H 1 的第一电离能 I 1 ； H 2 的电子亲合能 E 的相反数 E ； H 3 的晶格能 U 的相反数 U ； H 4 的升华热 S ； 而 H 5 = E i ， 所以通过 E ， U 和 S 可求出键能 ( g ) g ) + g ) H = E i g ) + ( g ) ( g ) ( g ) l ( g ) + ( s ) = E i (海量营销管理培训资料下载
8、 ) 1 离子电荷数的影响 电荷高，离子键强 。 + 1 1 + 2 2 m. p. 801C 2800C U kJ1 kJ1 2 离子半径的影响 半径大，离子间距大，作用力小；相反，半径小，作用力大。 半径小 I 半径大 m. p. 801C 660C U kJ1 686.2 kJ1 3 影响离子键强度的因素 从离子键的实质是静电引力 F q1 ，影响 F 大小的因素有：离子的电荷 q 和离子之间的距离 r 。 (海量营销管理培训资料下载 ) d 值可由晶体的 X 射线衍射实验测定得到，例如 d = 210 02 1926 年，哥德希密特 ( 用光学方法测得了 F 和 O 2 的半径，分别为 133 132 结合 X 射线衍 射所得的 d 值，得到一系列离子半径。 1 离子半径概念 将离子晶体中的离子看成是相切的球 体，正负离子的核间距 d 是 r + 和 r 之和 。 d r+ r - 4 离子半径 http
