第十七堂课 工科化学.ppt

杂化轨道的应用(续) 杂化轨道的应用(续) 杂化轨道与分子极性 5.3.3 分子间相互作用力 1 取向力 2 诱导力 3 色散力 4 氢键 5 分子间力和氢键对物质性质的影响 分子间作用力的应用示例 5.3.4 超分子化学 超分子的特征  5.4 晶体结构 5.4.1 晶体的基本类型 金属晶体点阵点上的物质微粒是金属离子，微粒之间作用力是金属键， 1 离子晶体 离子晶体的性质 2 原子晶体 3 金属晶体 4 分子晶体 晶体的四种基本类型对比 5.4.2 过渡型晶体 5.4.3 晶体缺陷与非整比化合物 非整比化合物及其应用 5.4.4 非线性光学晶体 5.17 判断熔点高低 （1）NaF，MgO （2）BaO，CaO （3）SiC（原子晶体），SiCl4(分子晶体） （4）NH3, PH3 5.18 熔点高低 （1）SiF4, SiCl4, SiBr4, SiI4, （2）PF3, PCl3, PBr3, PI3, 解： SiF4SiCl4, SiBr4, SiI4, 属于分子晶体化合物，非极性分子间色散力虽分子量增大而增大，因此熔点增高 PF3, PCl3, PBr3, PI3, 属于分子晶体化合物，属极性分子，取向力，诱导力和色散力，以色散力为主虽分子量增大而增大，因此熔点增高 5.19 熔点高低 （1）KCl，（2）SiC，（3）HI（4）BaO （1）KCl，（2）SiC，（3）HI，（4）BaO 离子晶体 原子晶体 分子晶体 离子晶体 解： （2）SiC ，（4）BaO ，（1）KCl，（3）HI 晶体中的Schottky缺陷(空位） 晶体中的Frenkel缺陷(位错） 也称为非计量式化合物。当晶体中存在大量缺陷或大量杂质时，就形成非整比化合物。如MgSO4晶体中，20%的Mg用Ca取代后，就得到Mg 0.8Ca 0.2SO4晶体。 非整比化合物可以改变物质的性质。应用实例： 催化领域：例如纯的V2O5导致烃类完全氧化（产物为CO2），因此需要在其中掺杂P、Mo等“杂质”才能使烃类催化氧化成二烯、醛、酮或羧酸等重要化工原料。 材料领域：无机材料中掺杂稀土等可以有效地改变材料的电、磁、光学等性能。如YBa2Cu3O7-δ，就是在1987年发现的一种高温超导材料。 当一束射线照射在某物质上时，该物质会产生与入射光频率相同的射线，在光学上称为“线性效应”。但是，当强度很高的激光束照射到某些特殊物质时，除产生与入射射线频率相同的射线外，还可以产生二倍、三倍于入射射线频率的射线，此现象被称为“非线性效应”。 非线性光学晶体能够对激光进行调频、调相、调偏振方向等处理，因此在激光领域中有广泛的应用。 离子晶体晶格能与离子电荷和离子半径有关。 使用时，直接删除本页！ 精品课件，你值得拥有！ 精品课件，你值得拥有！ 使用时，直接删除本页！ 精品课件，你值得拥有！ 精品课件，你值得拥有！ 使用时，直接删除本页！ 精品课件，你值得拥有！ 精品课件，你值得拥有！ * * 等性sp3杂化 甲烷分子中C原子的一个s轨道和3个p轨道可以进行sp3杂化，形成4个等性sp3杂化轨道。4个轨道间的夹角为109o28‘。每个键中，s成分占1/4，p成分占3/4。 sp3杂化轨道成键特征： 4个键指向正四面体的四个顶点，键角为109°28‘。 例如： CH4, CX4, C(金刚石),SiC等。 图5.30 sp3杂化轨道 甲烷的空间构型 Sp3不等性杂化 氨分子中N原子可以进行sp3杂化形成不等性sp3杂化轨道。 N原子不等性sp3杂化轨道成键特征： 其中有一个杂化轨道含有一对电子(孤对电子)，含孤对电子的轨道因内部斥力较大而较胖，因此压迫另3个轨道使键角小于109°28‘。 O原子和S原子也能进行不等性sp3杂化 图5.31 NH3和H2O分子的空间构型 分子 杂化形式 分子构型 分子极性 示例 AB2 sp等性 线形 非极性 CO2, BeCl2 AB3 sp2等性 平面三角 非极性 BF3, SO3 sp3不等性 AB2 角型 极性 H2O, SF2 AB3 三角锥 极性 NH3 AB4 sp3等性 正四面体 非极性 CH4, NH4+ 范德华力包含： 取向力、诱导力和色散力 分子间作用力： 分子间作用包括范德华力、氢键、疏水作用等，比化学键要弱得多。分子间作用力存在于所有分子中。 范德华力的特点： 永远存在于分子间的弱相互作用； 短程力 没有方向性、没有饱和性 以色散力为主 取向力分子固有电偶极之间的作用力，存在于极性分子中。 距离较远时 距离较近时 相互接近 图5.32 取向力示意图 诱导力固有偶极与诱导偶极之