化学键和分子结构

[Kr] 4d10 5s2
第五周期
（1）最外层电子数＝Z－2－8－8－18＝12
（2）电子填充顺序：5s 4d 5p
当Cd原子失去电子变成Cd2+
[Kr] 4d105s2
[Kr] 4d10
4s全空，3d全满，最稳定
(一)离子键：离子晶体的特点
离子化合 物的性质
取决于
离子键 的性质
取决于
正、负离 子的性质
电子层结构 1s2
ns2np6 ns2np6nd10 (n-1) s2 (n-1) p6(n-1)d10ns2 ns2np6nd1~9
离子 Li+，Be2+ Na+ 、 Ca2+ 、 ClZn2+、Cd2+、Ag+ Pb2+ 、Bi3+ 、 Sn2+ Fe3+ 、 Cr3+ 、Mn2+
原子或离子核外电子排布！！！
稀有元素 符号 [He] [Ne] [Ar] [Kr] [Xe] [Rn]
[Ar] 3d54s2
Mn(Z=25) 第四周期
（1）最外层电子数＝Z－2－8－8＝7 （2）电子填充顺序：4s 3d 4p
当Mn原子失去电子变成Mn2+
[Ar] 3d54s2
[Ar] 3d5
4s全空，3d半满，最稳定
Cd(Z=48)
波恩-哈勃循环（电子亲合能和晶格能的正负符号）
例：波恩-哈勃循环求晶格能
Na (s) + ½ Cl2 (g) ∆Hf
NaCl (s)
∆H1= S升华↓
↓ ∆H2= ½ B.E.(Cl-Cl)
Na (g) + Cl (g)
∆H3= I1(电离↓)
↓ ∆H4=-EA(亲和能)
∆H5= -U(晶格能)
Na+ (g) + Cl- (g)
●离子电荷：原子在形成离子过程中失去或得到的电子数 原子究竟失去或得到几个电子？——与原子的电子构型相关
稳 对主族元素，生成的离子都具有稀有气体结构，即p 定 轨道为全充满状态。 Na (2s22p6 3s1 ) Na+ (2s2 2p6) 结 对过渡元素，生成的离子d轨道多处于全充满或半充 构
根据顺序图, 电子填入轨道时遵循下列 次序：
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p
铬(Z = 24)之前的原子严格遵守这一顺 序, 钒(Z = 23)之后的原子有时出现例外。
鲍林能级图严格意义上只能叫“顺 序图”,顺序是指轨道被填充的顺序 或 电子填入轨道的顺序. 换一种说 法，填充顺序并不总是能代表原子 中电子的实际能级！
(一)离子键：离子键的特点
离子化合 物的性质
取决于
离子键 的性质
取决于
正、负离 子的性质
● 离子键的强度：可以用晶格能来衡量，即1mol相互远 离的气态正负离子结合为1mol离子晶体时所放出的能量。
Na+(g) + Cl-(g) → NaCl(s) 放热反应 ∆H<0; 晶格能 U>0 ; U= -∆H
● 离子键的强度：可以用晶格能来衡量，即1mol相互远 离的气态正负离子结合为1mol离子晶体时所放出的能量。
Na+(g) + Cl-(g) → NaCl(s) 放热反应 ∆H<0; 晶格能 U>0 ; U= -∆H
波恩-哈勃循环（电子亲合能和晶格能的正负符号）
（1）在晶体结构类型相同时，晶体晶格能与正负离子电荷 数成正比，与它们的核间距成反比。 （2）晶格能越大，相应晶体的熔点越高、硬度越大，热膨 胀系数和压缩系数越小，溶解度越小。
∆Hf = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3 + ∆H4 + ∆H5 = S+ ½ B.E. + I1 + (-EA )+(-U)
U = S+ ½ B.E. + I1 + (-EA )- ∆Hf =786.5 kJ·mol-1
(一)离子键：离子键的特点
离子化合 物的性质
取决于
离子键 的性质
取决于
正、负离 子的性质
●离子半径：将正负离子想象成两个互相接触的球，离子
半径就是离子晶体中正负离子的接触半径。
满状态。全满： Zn(3d104s2) Zn2+(3d10)； 半满：Fe(3d6 4s2) Fe3+ (3d5)
(一)离子键：离子晶体的特点
离子化合 物的性质
取决于
离子键 的性质
取决于
正、负离 子的性质
●离子核外电子结构：
电子构型 2电子构型 8电子构型 18电子构型 18＋2电子构型 9～17电子构型
(一)离子键：离子键的特点
离子化合 物的性质
取决于
离Baidu Nhomakorabea键 的性质
取决于
正、负离 子的性质
化合物
NaF NaCl NaBr NaI
MgO CaO SrO BaO
离子电荷
+1,-1 +1,-1 +1,-1 +1,-1
+2,-2 +2,-2 +2,-2 +2,-2
ro/pm ΔU/kJ·mol-1
231 282
能级组（周期）
轨道数
特短周期 【一】 1s
1
短周期 【二】 2s 2p
4
短周期 【三】 3s 3p
4
长周期 【四】 4s 3d 4p
9
长周期 【五】 5s 4d 5p
9
特长周期 【六】 6s 4f 5d 6p 16
特长周期 【七】 7s 5f 6d 7p 16
电子容量 （元素数）
2 8 8 18 18 32 32
化学键和分子结构 ——离子键、金属键、共价键
(一)化学键与物质结构
化学键 类型
离子键 金属键
共价键
离子晶体(NaCl/KCl/…) 金属晶体(Au/Ag/….)
原子晶体（石墨、金刚石） 有机物（…） 小分子（H2O/CO2/…） 单质（O2/N2/…）
都不 是由 分子 组成
(一)离子键：离子键的特点
923 786
298
747
323
704
210 240 257
3 791 3 401 3 223
256
3 054
t (m. p.)/℃
993 801 747 661
2 852 2 614 2 430 1 918
(一)离子键：离子晶体的特点
离子化合 物的性质
取决于
离子键 的性质
取决于
正、负离 子的性质
离子化合 物的性质
取决于
离子键 的性质
取决于
正、负离 子的性质
●
本质是静电引力（库仑引力） f
q q R2
● 没有方向性和饱和性：只要空间条件允许，每个离子 将尽可能的与带相反电荷的离子相互吸引
● 键的极性与元素的电负性有关: 当>1.7：发生电子 转移，形成离子键 （单键约有50％的离子性）；当 <1.7：不发生电子转移，形成共价键。