第十章化学键与分子结构§1离子键理论.PDF

第十章 化学键与分子结构 §1 离子键理论 1916 年德国科学家 Kossel ( 科塞尔 ) 提出离子键理论。 一 离子键的形成 1 形成过程 以 NaCl 为例。 第一步 电子转移形成离子： Na － e —— Na+ ， Cl + e —— Cl － 相应的电子构型变化： 2s 2 2p 6 3s 1 —— 2s 2 2p 6 ， 3s 2 3p 5 —— 3s 2 3p 6 形成 Ne 和 Ar 的稀有气体原子的结构，形成稳定离子。 第二步 靠静电吸引，形成化学键。 体系的势能与核间距之间的关系如图所示： V 0 Vr 0 r0 r 横坐标 核间距 r ；纵坐标 体系的势能 V 。 纵坐标的零点 当 r 无穷大时，即两核之间无限远时的势能。 下面来考察 Na+ 和 Cl － 彼此接近的过程中，势能 V 的变化。 图中可见：r r0 ，当 r 减小时，正负离子靠静电相互吸 引，势能 V 减小，体系趋于稳定。 r = r0 ，V 有极小值，此时体系最稳 V 定，表明形成离子键。 r r0 ，当 r 减小时，V 急剧上升。 0 因为 Na+ 和 Cl－ 彼此再接近时，电子云 V r 0 之间的斥力急剧增加，导致势能骤然上升。 r0 r 因此，离子相互吸引，保持一定距离时，体系最稳定。这就 意味着形成了离子键。 r0 和键长有关，而 V r0 和键能有关。 2 离子键的形成条件 1°元素的电负性差比较大 X 1.7 ，发生电子转移，形成离子键； X 1.7 ，不发生电子转移，形成共价键。 但离子键和共价键之间，并非可以截然区分的。可将离子键 视为极性共价键的一个极端，而另一极端则为非极性共价键。 极性增大 非极性共价键 极性共价键 离子键 化合物中不存在百分之百的离子键，即使是 NaF 的化学 键，其中也有共价键的成分。即除离子间靠静电相互吸引外，尚 有共用电子对的作用。 X 1.7 ，实际上是指离子键的成分大于 50 % 。 2 °易形成稳定离子 Na + 2s 2 2p 6 ，Cl－ 3s 2 3p 6 ，达到稀有气体式稳定结构。 Ag + 4d10 ， Zn 2 + 3d10 ， d 轨道全充满的稳定结构。 只转移少数的电子，就达到稳定结构。 而 C 和 Si 原子的电子结构为 s 2 p 2 ，要失去或得到 4 e，才 能形成稳定离子，比较困难。所以一般不形成离子键。如 CCl 4 、SiF4 等，均为共价化合物。