大学化学7分子间作用力与晶体解答.ppt

分子间作用力和氢键 分子按极性不同，分为： 极性分子：分子中正、负电荷重心不重合 非极性分子,如H2 分子的极性 分子的极性 与键的极性有关，但还决定于分子的空间结构。 如：CH4，CO2，H2O，NH3 键的极性 决定于成键原子的电负性 1.分子间作用力 特点： （1）本质——弱的静电引力 （2）分子间作用力较弱 分子间力＜10 kJ·mol-1 共价键键能： 102 kJ·mol-1 分子间作用力的种类 分子间作用力：色散力、诱导力、取向力 分子间力的形成 分子间力的形成 分子间力的影响 （1）熔沸点：分子间力大，熔沸点高 （2）硬度：分子间力小，硬度小 （3）溶解度：相似相溶 煤油、汽油相溶 2. 氢键 形成氢键的条件 电负性高的元素和H X…H—Y， X，Y为N，O，F 氢键的种类 1.分子间氢键 水 氢键的影响 溶解度的影响 氢键的作用 1、氢键的重要性：没有氢键，就没有生命。水为液体（氢键），生物大分子（蛋白质，DNA）的二级结构 形成氢键的条件：电负性高的元素和H，X…H—Y，X，Y为N，O，F 特点：键能在共价键和范德华力之间，有饱和性和方向性，键参数可变 DNA的双螺旋结构 DNA的双螺旋的局部 作业 P69：3.1、3.2 晶体缺陷(crystal defect) 晶体缺陷类型 （1）点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷 晶体中的Schottky缺陷(空位） 晶体中的Frenkel缺陷(位错） 晶体缺陷(2) （2）本征缺陷 晶体缺陷(3) （3）杂质缺陷 杂质缺陷与信息材料 P型半导体：单晶硅中掺入B、Ga等 N型半导体：单晶硅中掺入As、P、Sb等 P-N结：单晶硅中一端掺入Ga，另一端掺入As。 * * 极性的大小用偶极距来衡量：P=δ·d P=0 非极性分子 P越大，极性越大 注意区分： 分子间力的形成： ? 非极性分子：色散力（瞬时偶极－－异极相邻） 以色散力为主 无饱和性和方向性 ? 极性－非极性分子：色散力＋诱导力（诱导偶极－固有偶极） ? 极性－极性分子：色散力＋诱导力＋取向力（固有取向） 定义： 氢键表示为 X—H ? ? ? Y 氢键有饱和性（每一个HX只能和一个Y形成）、 方向性（直线型，斥力小） 邻硝极基苯酚 m.p. 45°c 对硝极基苯酚 m.p. 114°c 2.分子内氢键 1.熔沸点 * H2O * H2O 乙醇－水 1 晶体 2 晶体的基本特征 3 晶体的基本类型 4 晶体缺陷 黄铁矿 紫水晶 干冰 金刚石和石墨 石英 硫 第三节 晶体结构(structure of crystal） 1 晶体 晶体——原子、离子、分子等微粒在空间按一定规律周期性的重复排列构成的固体物质。 固体物质按其中原子排列的有序程度不同可分为 晶体 (crystal) 无定形物质(amorphous solid) 单晶体 (monocrystal) 多晶体 (polycrystal) ◆ 晶体具有规则的几何构形 2 晶体的基本特征 石英 硫 金刚石 点阵（晶格lattice)：晶体中的重复单元，用一个抽象的点表示，一组无限的点，有平移对称性 例： 一维点阵：A B A B A B A B 二维点阵（平面点阵） 三维点阵 金属钠、钾的体心立方点阵 ◆ 晶体都有固定的熔点 m.p. t T 2 晶体的基本特征 ◆ 晶体表现各向异性 2 晶体的基本特征 ◆ X射线的衍射效应 3 晶体的基本类型 金属原子或离子 分子 原子 正负离子 晶格节点上的微粒 Fe 良导体 较高 金属键 金属晶体 干冰 绝缘体 低 分子间力 分子晶体 金刚石 半导体 高 共价键 原子晶体 NaCl 水溶液导电 较高 离子键 离子晶体 例 导电性 熔沸点、硬度 结合力 晶体类型 离子晶体中粒子的排列与下列因素有关： ●离子的电荷 ●正、负离子的大小 ●离子的极化 点 阵：面心立方 晶 系：立方晶系 配位数：6：6 点 阵：简单立方 晶 系：立方晶系 配位数：8：8 点 阵：面心立方 晶 系：立方晶系 配位数：4：4 几种常见的结构形式为： 离子晶体 原子晶体 石英(六方） 冰的结构 分子晶体 如果将金属原子看作等径圆球，金属晶体则是这些等径圆球互相靠近堆积而成. 显然，最紧密方式堆积将是最稳定的. 几种常见的结构形式为： 六方密堆积 立方密堆积 体心立方堆积 金属晶体 混合键型的晶体 1）链状结构晶体——硅酸盐晶体 2）层