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离子键和离子晶体学习教案.pptx 立即下载
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离子键和离子晶体学习教案.pptx

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会计学离子键:由正负离子之间的静电引力而形成(xíngchéng)的化学结合力。图2.1势能图形成(xíngchéng)离子键的条件:成键原子电负性相差较大二、离子(lízǐ)晶体(2)晶体(jīngtǐ)的定义2、离子晶体(jīngtǐ)及其特征结构最简单(jiǎndān)的AB型离子晶体的空间构型AB型离子晶体的三种(sānzhǒnɡ)空间构型晶系几种典型(diǎnxíng)的离子晶体结构化合物(2)CsCl型体心立方晶格正、负离子配位(pèiwèi)数为8正、负离子半径介于0.7321实例:TiCl,CsBr,CsI闪锌矿(ZnS)结构(jiégòu)纤锌矿(ZnS)结构(jiégòu)莹石结构(jiégòu)金红石结构(jiégòu)钙钛矿的通式(tōngshì)是ABO3,其中A代表一价或二价金属离子,B代表四价或五价金属离子。其典型矿物为CaTiO3。CaTiO3结构中Ca2+占有立方面心的角顶位置,O2-处于立方面心的面心位置,所以,CaTiO3结构可以看成是由O2-和半径较大的Ca2+共同组成立方紧密堆积,Ti4+充填在1/4的八面体空隙中,Ti4+的配位数是6,Ca2+的配位数是12。具有钙钛矿型结构的主要(zhǔyào)晶体尖晶石的通式是AB2O4,其中A代表二价金属(jīnshǔ)离子,B代表三价金属(jīnshǔ)离子,典型晶体是MgAl2O4,其晶体结构以及结构中多面体的连接方式如下图所示,结构中O2-可看成是立方紧密堆积,Mg2+充填于1/8的四面体空隙中,Al3+充填于1/2的八面体空隙中,八面体之间以共棱方式、八面体与四面体之间以共顶方式相连。氟、氰化合物点阵(diǎnzhèn)能一对正负离子的总势能跟离子间距(jiānjù)的关系是:许多对Na+和Cl-离子互相结合(jiéhé)成NaCl晶体点阵时的情况:2.Born-Lande公式(gōngshì)A的取值:3.卡普斯钦斯基公式(gōngshì)定义:由1mol气态的Mz+和Xz-离子生成1molMX晶体时,释放出的总能量(néngliàng),它是离子键强弱的重要标志,用符号U表示。气化热则:U=689.1kJ·mol-1离子电荷数大,离子半径小的离子晶体点阵能大,相应表现为熔点高、硬度(yìngdù)大等性能。影响点阵(diǎnzhèn)能的因素:晶体(jīngtǐ)中离子半径因为离子之间存在着极化作用,外围的电子云发生变形,离子并不是正、负电荷中心重合的球形对称的粒子,而且离子键也包含有不同程度的共价成分,晶体中的离子间也会有电子云的重叠,所以不能明确的说正、负离子的范围在哪里。实验证明晶体中离子之间有确定的平衡距离,而且在典型的离子晶体中离子极化和共价键成分并不是重要因素时,如果把离子近似地看作(kànzuò)是球形对称的粒子,设想正、负离子都有一定的范围,从而半经验地求出这个范围的尺度,规定它为“离子半径”.泡林离子半径(lízǐbànjìnɡ)离子半径(lízǐbànjìnɡ)密堆积(duījī)原理面心立方(lìfāng)晶格,六方晶格第二层平面(píngmiàn)密致排列时,淡蓝色球可以放在C位,也可以放在B位,但两者是等价的。第三层平面密致排列时,可以有两种方式:排紫色球,置于第一层球的球心正上方;排绿色(lǜsè)球,置于第一层球间空隙C位置的正上方。这种排列形成平面密致(mìzhì)层的ABABAB…堆砌,可抽出六方晶格。/不等径球的密堆积(duījī)填隙类型离子的尺寸大小是决定晶体结构的主要(zhǔyào)因素。泡林(Pauling)规则按照晶体结构的局部电中性要求,20世纪30年代初,L.C.Pauling提出了确定离子晶体某一离子周围异号电荷的粒子数的5条规则。这5条规则能够有效地用于描述离子晶体结构。下面简要阐述这5条规则。1.第一(dìyī)规则(负离子配位多面体规则)由于一般说来,阳离子的半径总小于阴离子的半径。所以,在离子晶体中,阴离子作一定方式堆积,阳离子则充填在其形成的多面体孔隙中。这样,我们可以用围绕正离子形成的负离子配位多面体来讨论晶体结构。在每一个正离子的周围形成一个负离子配位多面体,正负离子的距离取决于它们的半径和,正离子的配位数,即负离子配位多面体的类型则取决于正负粒子的半径比值。(1)配位多面体(空隙)的类型和正负离子半径比规则三角形配位3个球在平面互相相切形成的空隙,3个球的球心(qiúxīn)连线为正三角形。设正负离子的半径分别是r、R。由图可见,AF=R+rAD=R在Rt△AED中,∠FAD=30°四面体配位4个球排列形成(xíngchéng)四面体配位,用符号T来表示,有2种方式:T+T-设立方体的边长
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