离子键和离子晶体

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1、第九章离子键和离子晶体第一节　离子键第二节　离子晶体第三节　离子晶体的晶格能第四节　离子极化在分子或晶体中，直接相邻的原子或离子之间存在强烈相互作用。化学上把分子或晶体中直接相邻的原子或离子间的强烈相互作用称为化学键。化学键的类型有离子键、共价键和金属键。晶体的种类繁多，但若按晶格内部微粒间的作用力来划分，可分为离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体四种基本类型。第一节离子键一、离子键的形成二、离子键的特征三、离子的特征当电负性较小的活泼金属元素的原子与电负性较大的活泼非金属元素的原子相互接近时，金属原子失去最外层电子形成带正电荷的阳离子；而非金属原子得到电子形成带负电荷的阴离子。

2、阳、阴离子之间除了静电相互吸引外，还存在电子与电子、原子核与原子核之间的相互排斥作用。当阳、阴离子接近到一定距离时，吸引作用和排斥作用达到了平衡，系统的能量降到最低，阳、阴离子之间就形成了稳定的化学键。这种阳、阴离子间通过静电作用所形成的化学键称为离子键。一、离子键的形成二、离子键的特征离子键的特征是没有方向性和没有饱和性。由于离子的电荷分布是球形对称的，它在空间各个方向与带相反电荷的离子的静电作用都是相同的，阴、阳离子可以从各个方向相互接近而形成离子键，所以离子键是没有方向性的。在形成离子键时，只要空间条件允许，每一个离子可以吸引尽可能多的带相反电荷的离子，并不受离子本身所带电荷

3、的限制，因此离子键是没有饱和性的。形成离子键的必要条件是相互化合的元素原子间的电负性差足够大。三、离子的特征离子的电荷数、离子的电子组态和离子半径是离子的三个重要特征。（一）离子的电荷数从离子键的形成过程可知，阳离子的电荷数就是相应原子失去的电子数；阴离子的电荷数就是相应原子得到的电子数。阴、阳离子的电荷数主要取决于相应原子的电子层组态、电离能、电子亲和能等。（二）离子的电子组态离子的电子层组态有以下几种：（1）2电子组态：离子只有2个电子，外层电子组态为1s2。（2）8电子组态：离子的最外电子层有8个电子，外层电子组态为ns2np6。（3）18电子组态：离子的最外电子层有18个电

4、子，外层电子组态为ns2np6nd10。（4）18＋2电子组态：离子的次外电子层有18个电子，最外电子层有2个电子，外层电子组态为(n－1)s2(n－1)p6(n－1)d10ns2。（5）9~17电子组态：离子的最外电子层有9~17个电子，外层电子组态为ns2np6nd1~9。（三）离子半径离子半径是根据离子晶体中阴、阳离子的核间距测出的，并假定阴、阳离子的平衡核间距为阴、阳离子的半径之和。离子半径具有如下规律：(1)同一元素的阴离子半径大于原子半径，阳离子半径小于原子半径。（2）同一周期中电子层结构相同的阳离子的半径，随离子的电荷数的增加而减小；而阴离子的半径随离子的电荷数减小而

5、增大。（3）1族、2族、13~17族的同族电荷数相同的离子的半径，随离子的电子层数增加而增大。第二节离子晶体一、晶格和晶胞二、离子晶体的特征三、离子晶体的类型四、离子晶体的半径比规则固体可分为晶体和非晶体两大类。晶体与非晶体的主要区别是：（1）晶体一般具有整齐规则的几何外形，而非晶体（如玻璃、沥青、石蜡等）没有固定的几何外形。（2）晶体具有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点。（3）晶体具有各向异性，其某些物理性质在不同方向上是不同的（如石墨在与层垂直方向上的电导率为与层平行方向上的1/104)，而非晶体的物理性质在不同方向上都相同。一、晶格和晶胞构成晶体的微观粒子在三维空间进行有规

6、则的排列，把组成晶体的每一个微观粒子抽象为一个点，由这些点按一定规则组成的几何构型称为晶格。晶格上微观粒子所处的位置称为晶格格点。按晶格格点上微粒之间的作用力不同，可分为离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。晶体类型结点微粒微粒间作用力晶体特性离子晶体阳、阴离子离子键熔点、沸点高，硬度大而脆，熔融或溶于水能导电原子晶体原子共价键熔点高、硬度大，导电性差分子晶体分子分子间力，氢键熔点、沸点低，硬度小金属晶体原子和阳离子金属键熔点、沸点有高有低，硬度有大有小，有可塑性及金属光泽，导电性好离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体的结构和特性晶格中能表达晶体结构一切特征的最小结构单元称为晶

7、胞。晶体就是由无数个相互紧密排列的晶胞所组成。（a）CsCl型晶体（b）NaCl型晶体（c）ZnS型晶体CsCl晶体、NaCl晶体和ZnS晶体的晶胞二、离子晶体的特征由阳离子与阴离子通过离子键结合而形成的晶体称为离子晶体。离子晶体一般具有较高的熔点、沸点和较大的硬度。离子晶体的硬度虽然较大，但比较脆。这是因为当离子晶体受到外力作用时，各层晶格结点上的离子发生位移，使原来异号离子相间排列的稳定状态转变为同号离子相邻的排斥状态，晶体结构遭到破坏。在离子晶体中，阳、阴离子被