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第1章物质结构基础.ppt

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一般: 色散力取向力诱导力 分子间力的特性: (1)分子间作用力是较弱的作用力,作用能一般是几个KJ/mol到几十个KJ/mol,比化学键能小1~2个数量级;不影响化学性质,但对物理性质有影响。 (2)是一种极近距离的电性作用力,作用力范围小于500pm; (3)分子间作用力是电性力,一般没有方向性和饱和性。 综上所述:在非极性分子之间只有色散力;在非极性和极性分子之间存在着色散力和诱导力;在极性分子之间同时存在着取向力、诱导力和色散力。三种力中,色散力是主要的,存生于各种分子之间:极性分子与极性分子;极性分子与非极性分子;非极性分子与非极性分子之间。取向力只有在极性很大的分子中才占较大的比重,诱导力通常都很小。在一般分子中,色散力往往是主要的,只有极性很大的分子,取向力才显的重要。 分子间的范德华尔力的概念可以推广于离子体系,因为离子之间除了起主要作用的静电引力之外,还有其它的作用力存在,如诱导力和色散力。此外,在不对称结构的复杂离子中也还会有取向力存在。在离子间除了静电引力外,诱导力起着相当重要的作用。 ★离子的极化 离子的极化作用:阳离子具有多余的正电荷,一般半径较小,而且在外壳上缺少电子,它对相邻的阴离子会起诱导作用,这种作用称为离子的极化作用 离子的变形性:阴离子半径一般较大,在外壳上有较多的电子,容易变形,在被诱导过程中能产生暂时的诱导偶极,这种性质通常称为离子的变形性。 附加极化:阳离子的极化作用引起阴离子的变形产生诱导偶极,同时,阴离子产生的诱导偶极又会反过来诱导阳离子,阳离子也会变形(如18电子层、18+2电子层或不饱和电子层半径较大的离子),阳离子也会产生偶极,这样使阳离子和阴离子之间发生额外的吸引力。这称为附加极化。 一般来说,阳离子的极化作用高于阴离子,而阴负离子的变形性又高于阳离子。因此,当阳、阴离子发生相互极化时,主要考虑正离子的极化力引起负离子的变形。 只有当正离子也容易变形时,才不可忽视两种离子相互之间进一步引起的极化(附加极化效应)。 离子极化可使化学键由离子键向共价键过渡,极化程度越大,共价成份越高。 离子键是正离子与负离子之间的引力,正离子的电子转移给了负离子。 当极化能力强的正离子和变形性大的负离子接近时,发生极化现象,负离子的电子云变形,使两核间的电子云密度增大,于是离子键的成分减少,共价键的成分增大,离子键向共价键过渡。 图1—34 离子键向共价键转变的示意图 离子的极化作用:离子使其他离子极化(即变形)。离子的极化作用决定于它的电场强度,主要取决于: 极化作用: ( 18,18 + 2 ) e- ( 9 ~ 17 ) e- ( 8 e- ) ●离子构型 Na + K + Rb + Cs + , Li + 的极化作用很大,H+ 的极化作用最强。 ●离子半径 r 小则极化作用强 Mg 2 + ( 8e,65 pm ) Ti 4 + ( 8e,68 pm ) ● 离子电荷 电荷数越高,极化能力越强 。 (1)离子的极化作用 ●阴离子的极化作用较小,但电荷高的复杂阴离子也有一定的极化作用,如SO42-和PO43-。 Si 4 + Al 3 + Mg 2 + Na+ ( Ne ) F- O 2- ● 离子电荷 电荷数的代数值越高,变形性越小 。 I - Br - Cl - F - ; S2- O2- ●离子半径 r 大,则变形性大 变形性: ( 18,18 + 2 ) e- ( 9 ~ 17 ) e- ( 8 e- ) ●离子构型 (2)离子的变形性 如:SO4 2- ,ClO4- ,PO43- ●复杂阴离子变形性小,而且复杂阴离子中心原子氧化数越高,变形性越小。 ClO4-F-NO3-OH- CN-Cl-Br-I- 离子的变形性:离子被极化而发生变形的能力。离子变形性大小与离子的结构有关,主要取决于: 综合考虑: ●最容易变形的离子是体积大的阴离子和18电子构型或不规则电子构型的少电荷阳离子。变形性大的有: I - , S2- , Ag+ , Hg2+ ,Pb2+ ●最不容易变形的离子是半径小,电荷高的8电子构型的阳离子。变形性小的有: Be2 + , Al 3 + , Si 4 + , SO4 2- 一般来说,阳离子的极化作用高于负离子,而阴离子的变形性又高于阳离子。因此,当阳离子、阴离子发生相互极化时,主要考虑阳离子的极化作用引起阴离子的变形。 只有当阳离子也容易变形时,才不可忽视两种离子相互之间进一步引起的极化(附加极
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