考研复习-无机化学-第7章 化学键理论概述
合集下载
考研无机化学-知识点总结
①加入过量硝酸从溶液中析出的白色沉淀：AgCl，原来溶液是 Ag（NH3）2Cl；后者是 硅酸沉淀，原来的溶液是可溶解的硅酸盐溶液。生成淡黄的沉淀，原来的溶液中可
能含有 S2－，或者是 S2O32－ ②加入过量的硝酸不能观察到沉淀溶解的有 AgCl，BaSO4；BaSO3 由于转化成为
BaSO4 而不能观察到沉淀的溶解。AgBr，AgI，也不溶解，但是沉淀的颜色是黄色。 ③能够和盐反应生成强酸和沉淀的极有可能是 H2S 气体和铅、银、铜、汞的盐溶液反 应。：
Cl2＋SO2＋H2O——
无机框图题 题眼归纳
一、特征反应
1．与碱反应产生气体
单质2AAl、l Si2NaOOH HH22H2O 2NaAlO2 3H 2
（1）
Si 2NaOH H 2O Na2 SiO3 2H 2
（2）铵盐：
NH
4
碱 NH 3
；
碳与氧化铁反应：
。
13、一种物质分解成三种物质：
2KMnO4 —— NH4HCO3 —— (NH4)2CO3 —— NaHCO3 —— Ca(HCO3)2 ——
4
Cu2(OH)2CO3 —— HNO3—— 14、三合一的反应：NH3＋H2O＋CO2 —— 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O —— 4NO2＋O2＋2H2O —— 4NO＋3O2＋2H2O —— CaCO3＋CO2＋H2O —— Na2CO3＋CO2＋H2O —— AlO2－＋Al3+＋H2O —— 15、能同酸反应的单质： （1）金属单质（顺序表前的可以同非氧化酸反应，后面的只能与氧化性酸反应）
内容概要：
一.无机化学（理论部分）知识点应用归纳 1、无机物（分子或离子）构型: （1）简单分子（或离子）： （2）配合物： 2、物质的熔、沸点(包括硬度): （1）晶体类型：原子晶体，离子晶体，金属晶体，分子晶体 （2）离子晶体： （3）分子晶体 （4）金属晶体：金属键（与价电子、价轨道有关） 3、物质的稳定性： （1）无机小分子： （2）配合物： 4、物质的磁性： （1）无机小分子：MO （掌握双原子分子轨道能级图） （共价双原子分子） （2）配合物： 5、物质的颜色: （1）无机小分子：极化理论 （2）配合物： 6、无机物溶解度: （1）离子晶体： （2）共价化合物： 7、物质的氧化还原性：影响因素 （1）溶液酸、碱度 （2）物质的聚集状态 8、化学反应方向:
内蒙古民族大学无机化学(吉大武大版)-第7章 化学键理论概述
第 7 章 化学键理论概述
前面我们已经掌握了原子的结构。那么原子又 是以怎样的方式形成分子，形成分子以后分子的化 学键、空间构型与分子的基本性质有何关系？这就 是本章所要讨论的问题。因为只有了解了分子的结 构才能了解分子的基本性质。 本章研究问题的思路： ① 原子—原子之间的相互作用即化学键。 ② 原子—原子之间相对位置即分子的空间构型。 ③ 化学键、分子的空间构型与物质之间的物理 性质、化学性质之关系，即结构决定性质。
半径增加。
Li + < Na + < K + < Rb + < Cs + F－ < Cl－ < Br－ < I－
b ) 同周期的主族元素，从左至右离子电荷数升高，
最高价离子半径减小。 Na + > Mg 2 + > Al 3 + K + > Ca 2 。
c ) 同一元素，不同价态的离子，电荷高的半径小。
已明确了的化学键类型 1. 电价键：由正负离子构成。 包括离子键；电价配键；离子配键；离子偶极配键。 2. 共价键：由共用电子对构成。 ①双原子共价键：极性键；非极性键；电子对键（单、 双、叁键）；共价配键；三电子键（如O2）；
单电子键（如H2+）。 ②多原子共价键：共轭（离域）π 键；多中心键。
③由一方原子提供电子对构成的化学键，称配位键。 3. 金属键：由金属原子、离子、自由电子构成的多中
心共轭（离域）系统。
第七章
化学键与分子结构
§1 离子键理论
1916 年德国科学家 Kossel ( 科塞尔 ) 提出离子键理论。 1-1 离子键的形成 1. 形成过程 以 NaCl 为例 。 第一步 电子转移形成离子： Cl + e —— Cl － 3s 2 3p 5 —— 3s 2 3p 6 Na － e —— Na+ ，
前面我们已经掌握了原子的结构。那么原子又 是以怎样的方式形成分子，形成分子以后分子的化 学键、空间构型与分子的基本性质有何关系？这就 是本章所要讨论的问题。因为只有了解了分子的结 构才能了解分子的基本性质。 本章研究问题的思路： ① 原子—原子之间的相互作用即化学键。 ② 原子—原子之间相对位置即分子的空间构型。 ③ 化学键、分子的空间构型与物质之间的物理 性质、化学性质之关系，即结构决定性质。
半径增加。
Li + < Na + < K + < Rb + < Cs + F－ < Cl－ < Br－ < I－
b ) 同周期的主族元素，从左至右离子电荷数升高，
最高价离子半径减小。 Na + > Mg 2 + > Al 3 + K + > Ca 2 。
c ) 同一元素，不同价态的离子，电荷高的半径小。
已明确了的化学键类型 1. 电价键：由正负离子构成。 包括离子键；电价配键；离子配键；离子偶极配键。 2. 共价键：由共用电子对构成。 ①双原子共价键：极性键；非极性键；电子对键（单、 双、叁键）；共价配键；三电子键（如O2）；
单电子键（如H2+）。 ②多原子共价键：共轭（离域）π 键；多中心键。
③由一方原子提供电子对构成的化学键，称配位键。 3. 金属键：由金属原子、离子、自由电子构成的多中
心共轭（离域）系统。
第七章
化学键与分子结构
§1 离子键理论
1916 年德国科学家 Kossel ( 科塞尔 ) 提出离子键理论。 1-1 离子键的形成 1. 形成过程 以 NaCl 为例 。 第一步 电子转移形成离子： Cl + e —— Cl － 3s 2 3p 5 —— 3s 2 3p 6 Na － e —— Na+ ，
《无机化学》化学键理论与分子结构
【例9-8】 NH4+的结构式为
[
H H N H
H
]
+
（σ配位键）
现代价键理论 【例9-9】CO分子 2s 2px 2py 2pz C
(π配位键)
：C O:
σ π L
O 2s 2px 2py 2pz
σ
π
二、键参数——表征化学键基本性质的物理量。
共价键的键参数主要有键能、键长、键角及键的 极性等。
第 7章
化学键理论和分子 结构
物质的性质
分子的性质
分子的结构
●原子间的结合方式及结合力（化学键） ●分子间的结合方式及结合力（分子间 力） 分子或晶体中相邻两原子 化 学 键: 或离子间的强烈作用力。
化学键 （chemical bond) ﹡ 离子键
○共价键
☆金属键
(ionic bond)（covalent bond) (metallic bond)
“头碰头”重叠—σ键
s s
+
s
+ +
+ + +
+
px
s-s + + s-px + +
p x- p x
x
-
+
px
px
x -
-
+
-
-
+ +
x
■特点：重叠程度大,牢固,可单独存在
“肩并肩”重叠—π键
pz – pz(或py-py)
pz pz
+ -
+
+
-
+
-
+
-
x
《化学键》 讲义
《化学键》讲义一、什么是化学键在化学的世界里，物质的性质和变化都与化学键有着密切的关系。
那么，什么是化学键呢？简单来说，化学键就是将原子结合在一起形成分子或晶体的一种作用力。
它就像是原子之间的“胶水”，把一个个单独的原子黏合在一起，形成我们所见到的各种物质。
原子为什么需要通过化学键结合在一起呢？这是因为原子都有达到稳定结构的趋势。
大多数原子的最外层电子数未达到稳定状态，通过形成化学键，原子之间可以共享、转移或共用电子，从而实现最外层电子的稳定排布。
化学键主要分为离子键、共价键和金属键这几种类型。
每种化学键都有其独特的形成方式和特点，接下来我们就详细了解一下。
二、离子键离子键是由阴阳离子之间的静电作用形成的。
当原子得失电子形成阴阳离子时，带正电的阳离子和带负电的阴离子由于静电引力相互吸引，从而形成了离子键。
比如说，钠原子很容易失去一个电子变成钠离子（Na+），氯原子则容易得到一个电子变成氯离子（Cl）。
钠离子和氯离子就会因为静电吸引而结合在一起，形成氯化钠（NaCl）这种离子化合物。
离子键的特点是没有方向性和饱和性。
这是因为静电作用在各个方向上都是相同的，而且只要有足够的阴阳离子，它们之间就可以相互吸引形成离子键。
离子化合物在固态时，离子键较强，所以通常具有较高的熔点和沸点，在熔融状态或水溶液中能够导电。
三、共价键共价键则是原子之间通过共用电子对形成的。
两个或多个原子通过共用电子对，使每个原子的最外层电子都达到稳定结构，从而形成共价键。
例如，氢气（H2）分子中，两个氢原子各提供一个电子，形成共用电子对，将两个氢原子结合在一起。
共价键根据共用电子对的偏移情况又可以分为非极性共价键和极性共价键。
在非极性共价键中，共用电子对不偏向任何一个原子，比如氧气（O2）分子中的共价键。
而在极性共价键中，共用电子对会偏向吸引电子能力较强的原子，例如氯化氢（HCl）分子中的共价键，电子对偏向氯原子。
共价键具有方向性和饱和性。
无机化学 化学键理论概述 3
• 若空间构型对称，正、负电荷重心重合， 则为非极性分子(如CO2、CCl4)； • 若空间构型不对称，正、负电荷重心不 重合，则为极性分子(如H2O、NH3)。
22
3. 分子的偶极矩
偶极矩是衡量分子极性大小的物理量。 (1) 定义：物理学中，把大小相等、符号相 反、彼此相距为d的两个电荷(+q和q)组 成的体系称为偶极子，其电量与距离之 积，就是分子偶极矩(μ)。 偶极矩单位: 德拜(D). • 当q = 1.6021019 C(电子电荷量)，d = 1.01010 m时， = 4.8 D , 所以 1D = 3.34×1030 Cm .
26
(4) 偶极矩的类型： ① 永久偶极：极性分子固有的偶极矩 (也叫固有偶极)。
27
② 诱导偶极：在外电场诱导下产生的 偶极矩称为诱导偶极(用表示)。
+
非极性分子
=0
外加电场 +
+
+
极性分子
+
诱导偶极的强度大小和电场强度成正比, 也和 分子的变形性成正比. 所谓分子的变形性, 即为 分子的正负电重心的可分程度, 分子体积越大, 28 电子越多, 变形性越大.
间力(范德华力)，它们具有以下的共性： (1) 分子间力是永远存在于分子间的一种 电性作用力。 (2) 力的作用很小，一般只有几个至几十 个kJmol1， 比化学键能小1-2个数量级。 (3) 无方向性和饱和性。 (4) 近程力，作用范围约几百pm；随分子 间距离的增大，作用力迅速减弱。 (5) 分子间力中经常是以色散力为主。
17
7-4 分子间作用力
7-4-1 分子的极性 7-4-2 分子间作用力
22
3. 分子的偶极矩
偶极矩是衡量分子极性大小的物理量。 (1) 定义：物理学中，把大小相等、符号相 反、彼此相距为d的两个电荷(+q和q)组 成的体系称为偶极子，其电量与距离之 积，就是分子偶极矩(μ)。 偶极矩单位: 德拜(D). • 当q = 1.6021019 C(电子电荷量)，d = 1.01010 m时， = 4.8 D , 所以 1D = 3.34×1030 Cm .
26
(4) 偶极矩的类型： ① 永久偶极：极性分子固有的偶极矩 (也叫固有偶极)。
27
② 诱导偶极：在外电场诱导下产生的 偶极矩称为诱导偶极(用表示)。
+
非极性分子
=0
外加电场 +
+
+
极性分子
+
诱导偶极的强度大小和电场强度成正比, 也和 分子的变形性成正比. 所谓分子的变形性, 即为 分子的正负电重心的可分程度, 分子体积越大, 28 电子越多, 变形性越大.
间力(范德华力)，它们具有以下的共性： (1) 分子间力是永远存在于分子间的一种 电性作用力。 (2) 力的作用很小，一般只有几个至几十 个kJmol1， 比化学键能小1-2个数量级。 (3) 无方向性和饱和性。 (4) 近程力，作用范围约几百pm；随分子 间距离的增大，作用力迅速减弱。 (5) 分子间力中经常是以色散力为主。
17
7-4 分子间作用力
7-4-1 分子的极性 7-4-2 分子间作用力
《无机化学》第7章化学键理论与分子结构
《无机化学》第7章化学键理论与分子结构无机化学是研究无机物质的性质、结构和合成方法的科学。
无机化学中的化学键理论与分子结构是无机化学的重要内容之一化学键是由原子之间电子的相互作用而形成的，在无机化学中，电子主要通过离子键、共价键和金属键来相互作用。
化学键的类型取决于参与形成键的原子的电子数目和结合能力。
离子键是由阳离子和阴离子之间的静电相互作用形成的。
在化学键中，金属原子失去电子成为阳离子，非金属原子获得电子成为阴离子，从而形成的化合物具有离子晶体结构。
离子键通常具有高熔点和可溶性的特点。
共价键是由非金属原子之间的共享电子形成的。
共价键的形成过程涉及到原子间的电子云的重叠，从而共享外层电子。
共价键可以根据电子云的叠加程度分为σ键和π键。
σ键是主要的共价键，π键则是由额外的p轨道重叠形成。
在分子中，共价键的形成能够使得原子达到稳定的价电子层结构。
金属键是由金属原子之间的电子云形成的。
金属原子的价电子在整个金属晶体中自由移动，形成了金属键。
金属键的形成使得金属具有良好的导电性和热导性。
分子结构是由化学键连接在一起的原子的组合。
分子结构决定了分子的性质和反应行为。
分子结构的研究可以通过实验方法，如X射线晶体结构分析、核磁共振谱等技术，也可以通过计算化学方法进行预测和模拟。
简单分子的结构可以由初始条件和分子对称性来确定，而复杂分子的结构则需要借助实验和计算方法的综合分析。
通过对化学键理论和分子结构的研究，我们可以了解无机化合物的形成和性质，为无机化学的应用和发展提供理论基础。
此外，还可以通过对分子结构的研究来设计和合成具有特定性质和功能的无机化合物。
综上所述，化学键理论与分子结构是无机化学中的重要内容，通过研究化学键的类型和分子结构，可以揭示无机物质的性质和反应行为，并为无机化学的应用和研究提供基础。
无机化学的发展离不开对化学键理论和分子结构的深入研究。
无机化学 第二版 第7章 化学键理论概述
b. 反映和对称面
右图: 正六面体(正立方体) 中，通过一 组(4 条)互相平行的棱的中点的平面 — 红色的面。凭借这个平面进行平面镜成 像操作后，图形复原。
平面镜成像这种对称操作称为反映，反映操作所凭 借的平面称为对称面。
Questions: 1. 正方形的四重轴有几条？有没有二重轴？ 有几种二重轴，每种各有几条？ 2. 正六面体中有几个这样的对称面？ 其它种类的对称 面还有吗？有几个？
b. 离子半径的变化规律 ☞ 同主族元素，从上到下，半径依次增大。 Li+ < Na+ < K+ < Rb+ < Cs+ F－ < Cl－ < Br－ < I－
☞同周期的主族元素，从左至右离子电荷数升高，最高 价离子半径减小。 Na+ > Mg2 + > Al3 + K+ > Ca2+ 过渡元素，离子半径变化规律不明显 。
c. 影响离子键强度的因素: ∵ F q1 q2 / r 2， ∴影响 F 大小的因素有：离子的电荷 q 和间距 r 。
☞离子电荷数的影响: 电荷越高，离子键越强 。
NaCl + 1 —－1
MgO + 2 —－2
m. p. 801 C
2800 C
U 786.7 kJ·mol－1
3916.2 kJ·mol－1
当r > r0时，随r↘，势能 V↘，体系趋于稳定。
当r = r0 ，V 有极小值，此时体系最稳定，表明形成离 子键。
当r < r0时，随r↘，V急剧↗。因Na+、Cl－ 彼此间电 子云的斥力急剧↗ ，导致势能骤然↗。 注：原子间的相互作用包括引力和斥力两部分。
右图: 正六面体(正立方体) 中，通过一 组(4 条)互相平行的棱的中点的平面 — 红色的面。凭借这个平面进行平面镜成 像操作后，图形复原。
平面镜成像这种对称操作称为反映，反映操作所凭 借的平面称为对称面。
Questions: 1. 正方形的四重轴有几条？有没有二重轴？ 有几种二重轴，每种各有几条？ 2. 正六面体中有几个这样的对称面？ 其它种类的对称 面还有吗？有几个？
b. 离子半径的变化规律 ☞ 同主族元素，从上到下，半径依次增大。 Li+ < Na+ < K+ < Rb+ < Cs+ F－ < Cl－ < Br－ < I－
☞同周期的主族元素，从左至右离子电荷数升高，最高 价离子半径减小。 Na+ > Mg2 + > Al3 + K+ > Ca2+ 过渡元素，离子半径变化规律不明显 。
c. 影响离子键强度的因素: ∵ F q1 q2 / r 2， ∴影响 F 大小的因素有：离子的电荷 q 和间距 r 。
☞离子电荷数的影响: 电荷越高，离子键越强 。
NaCl + 1 —－1
MgO + 2 —－2
m. p. 801 C
2800 C
U 786.7 kJ·mol－1
3916.2 kJ·mol－1
当r > r0时，随r↘，势能 V↘，体系趋于稳定。
当r = r0 ，V 有极小值，此时体系最稳定，表明形成离 子键。
当r < r0时，随r↘，V急剧↗。因Na+、Cl－ 彼此间电 子云的斥力急剧↗ ，导致势能骤然↗。 注：原子间的相互作用包括引力和斥力两部分。
无机化学 化学键理论概述 1
ClNa+
Na+ 的配位数为6， Cl 的 配 位 数 也 为 6 。
15
离子键的特征 3.离子键是强极性键，元素的电负 性差值越大，它们之间键的离子 性就越大，离子键就越强。
但离子键也不是纯粹的静电作用，而 仍有部分电子云重叠，即离子键不完 全是离子性，而具有部分共价性。
16
17
7-1-3 离子键的强度
1) 密堆积, 无确定的分子量。
NaCl 晶体是个巨型分子, 无单独的NaCl分子存在于 晶体中。NaCl是化学式, 因而 58.5 是式量, 不是相 对分子质量。
39
2) 导电性: 水溶液或熔融态导电, 是 通过离子的定向迁移导电, 而不是通 过电子流动而导电。 3) 熔点沸点较高，硬度较大。
NaCl mp/C bp/C 801 1413 MgO 2800 3600
Na+ Cl-
离子键的强度通常用晶 格能U的大小来衡量。U 越大，离子键强度越大 。
19
• 影响晶格能的主要因素:离子的电荷、 半径和电子构型。
• 晶格能不能用实验的方法直接测得， 但 可 通 过 热 力 学 循 环 （ 玻 恩 -哈 伯 Born-Haber循环）从已知数据中求 得。
20
7-1-4 离子的特征
917电子构型(ns2 np6 nd1~9) , Fe2+, 3s23p63d6 Cr3+, 3s23p63d3
23
18电子构型(ns2 np6 nd10), Zn2+, Hg2+, Ag+, Cu+
(18+2)电子构型
[(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10ns2] Pb2+, Sn2+, Bi3+
Na+ 的配位数为6， Cl 的 配 位 数 也 为 6 。
15
离子键的特征 3.离子键是强极性键，元素的电负 性差值越大，它们之间键的离子 性就越大，离子键就越强。
但离子键也不是纯粹的静电作用，而 仍有部分电子云重叠，即离子键不完 全是离子性，而具有部分共价性。
16
17
7-1-3 离子键的强度
1) 密堆积, 无确定的分子量。
NaCl 晶体是个巨型分子, 无单独的NaCl分子存在于 晶体中。NaCl是化学式, 因而 58.5 是式量, 不是相 对分子质量。
39
2) 导电性: 水溶液或熔融态导电, 是 通过离子的定向迁移导电, 而不是通 过电子流动而导电。 3) 熔点沸点较高，硬度较大。
NaCl mp/C bp/C 801 1413 MgO 2800 3600
Na+ Cl-
离子键的强度通常用晶 格能U的大小来衡量。U 越大，离子键强度越大 。
19
• 影响晶格能的主要因素:离子的电荷、 半径和电子构型。
• 晶格能不能用实验的方法直接测得， 但 可 通 过 热 力 学 循 环 （ 玻 恩 -哈 伯 Born-Haber循环）从已知数据中求 得。
20
7-1-4 离子的特征
917电子构型(ns2 np6 nd1~9) , Fe2+, 3s23p63d6 Cr3+, 3s23p63d3
23
18电子构型(ns2 np6 nd10), Zn2+, Hg2+, Ag+, Cu+
(18+2)电子构型
[(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10ns2] Pb2+, Sn2+, Bi3+
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
H4
Na+（g） +
Cl－（g）
这就是玻恩－哈伯循环，据此由已知的热 力学数据，可以计算晶格能。
Na（s）
+
1 2
Cl2（g）
H6
H1
H2
Na（g）
Cl（g）
H3
H4
NaCl（s） H5
Na+（g） +
Cl－（g）
其中 H1 是 Na（s）的原子化热 A。
Na（s）
+
1 2
Cl2（g）
H6
H1
H2
正、负离子之间的静电引力就是离子键。
根据库仑定律，两个距离为 r，带相反 电荷 q+ 和 q― 的正、负离子间势能 V 吸引 为
q +∙ q —
V吸引 ＝ ― 40 r
当正、负离子充分接近，r 极小时，离子 之间的排斥作用的势能 V 排斥 迅速增加。
V
排斥
＝A
e―
r ρ
因此，正、负离子之间的总势能与距离 r 的关系为
一般用离子性百分数来表示键的离子性 的相对大小。
离子性百
离子性百
离子性百
∆ 分数/% ∆ 分数/% ∆ 分数/%
0.2
1
1.2 30
2.2 70
0.4
4
1.4 39
2.4 76
0.6
9 1.6 47
2.6 82
0.8 15 1.8 55 2.8 86
1.0 22 2.0 63 3.0 89
一般认为，
∆ > 1.7，发生电子转移，主要形成
离子键。
∆ < 1.7，不发生电子转移，主要形
成共价键。
7―1―3 离子键的强度
键能 1 mol 气态分子，离解成气态原子 时，所吸收的能量，为离子键的键能，用 Ei 表示。
以 NaCl 为例 NaCl （g） —— Na （g） + Cl （g）
H ＝ Ei 键能 Ei 越大，表示离子键越强。
q +∙ q —
V ＝ ― 40 r
+
A
e―
r ρ
下面是 Na+ 和 Cl－ 彼此接近的过程中， 势能 V 的变化曲线
V
0
Vr0
r0
r
r > r0 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。
V
0
r0
r
r < r0 当 r 减小时，V 急剧上升。 V 0
r0
r
因为 Na+ 和 Cl－ 彼此进一步接近时，电子 云之间的斥力急剧增加，导致势能骤然上升。
也就是说离子键的本质是静电作用力。
静电引力 F 符合公式
F
q1∙q2 r2
q1，q2 分别为正负离子所带电荷量，r 为正负离子的核间距离。
所以，离子的电荷越大，离子间的距离 越小，离子间的静电引力越强。
静电引力的实质，决定了一个离子与任 何方向的电性不同的离子相吸引而成键，所 以离子键无方向性；
玻恩 （Born）和兰德（Lande）从静电 引力理论出发，推导出计算晶格能的玻恩— 兰德方程：
U＝
138490 Z+ Z―A r
（1 ―
1 n
）
Z+，Z― 分别为正负离子的电荷数； A 为马德隆常数，与晶格类型有关； r 为正负离子半径之和； n 为玻恩指数。
离子键的强度通常用晶格能的大小来 衡量。
第7章 化学键理论概述
主要内容
1
离子键理论
2
共价键理论
3
金属键理论
4
分子间作用力
7－1 离子键理论
1916 年德国科学家科塞尔（Kossel）提 出离子键理论。
7－1－1 离子键的形成
电子转移形成离子，相应的电子构型变 为稀有气体原子的电子层构型，形成稳定的 离子。
正、负离子在静电引力的作用下结合在 一起，形成离子化合物。
Na（g）
Cl（g）
H3
H4
NaCl（s） H5
Na+（g） +
Cl－（g）
H2 =
1 2
D ，是
Cl2（g）的解离能
D
的一半。
H3 是 Na（s）的第一电离能 I1。
Na（s）
+
1 2
Cl2（g）
H6
H1
H2
Na（g）
Cl（g）
H3
H4
NaCl（s） H5
Na+（g） +
Cl－ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱg）
H4 = －E1，是 Cl 的电子亲和能 E1 的相反数。 H5 = －U，H5 是晶格能 U 的相反数。
Na（s）
+
1 2
Cl2（g）
H6
H1
H2
Na（g）
Cl（g）
H3
H4
NaCl（s） H5
Na+（g） +
Cl－（g）
H6 是 NaCl 的标准生成热 fHm 由盖斯定律得：
H6 = H1 + H2 + H3 + H4 + H5
由 H6 ＝ H1 + H2 + H3 + H4 + H5 得 H5 ＝ H6－（H1 + H2 + H3 + H4） 所以
而且只要是正负离子之间，则彼此吸 引，即离子键无饱和性。
但是每个离子周围排列的相反电荷离子 的数目是一定的，这个数目是与正负离子半 径的大小和所带电荷多少等有关。
离子键形成的重要条件就是元素之间的 电负性差值较大。
一般来说，元素的电负性差越大，形成 的离子键越强。
化合物中不存在百分之百的离子键，即 使是 CsF 的化学键，其中也有部分共价键的 性质。
－H5 ＝（H1 + H2 + H3 + H4）－ H6
即
U ＝ H1 + H2 + H3 + H4 － H6
＝A+
1 2
D
+
I1－ E － f Hm
U＝A+
1 2
D
+
I1－ E － f Hm
U ＝ 108 + 121 + 496 － 349 + 411 ＝ 787（kJ•mol－1）
以上是利用玻恩－哈伯循环讨论 和计算晶格能。
V
0
r0
r
当 r = r0 ， V 有极小值 Vr0 此时体系
最稳定。
V
0
Vr0
r0
r
即此时正、负离子之间形成了稳定的 化学键 —— 离子键。
V
0
Vr0
r0
r
7―1―2 离子键的性质
从离子键形成过程中可以看出，当活泼 金属原子和活泼非金属原子相互接近时，发 生电子转移，形成正、负离子，正离子和负 离子之间通过静电引力结合在一起形成离子 键。
晶格能 在标准状态下，将 1 mol 离子 型晶体分解成 1 mol 气态正、负离子时需要 的能量，用 U 表示。
以 NaCl 为例
NaCl（s）—— Na+（g）+ Cl－（g） H ＝ U
晶格能 U 越大，表示晶体分解成离子时 吸收的能量越多，说明离子键越强。
晶格能不能用实验的方法直接测得，但 是可以通过热化学方法从有关的实验数据间 接计算得出。
玻恩 （Born）和哈伯（Haber）根据盖 斯定律建立了著名的玻恩―哈伯循环，用热 力学计算的方法解决晶格能的问题。
例如，可以将反应 NaCl（s） —— Na+（g） + Cl－（g）
设计在一热力学循环过程中。
Na（s）
+
1 2
Cl2（g）
H6
H1
H2
NaCl（s）
Na（g）
Cl（g）
H5
H3