工程化學(xué)第四章

1、4.1 氣態(tài)4.2 液態(tài)4.3 溶液 4.4 固態(tài)4.5 膠體 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)有三基本聚集狀態(tài)，氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài) 。另一種聚集狀態(tài)是等離子態(tài)。同一種物質(zhì)的聚集狀態(tài)可以改變：例如加熱固態(tài)物質(zhì)可使其轉(zhuǎn)變成液態(tài)，即融化、熔化。加熱固態(tài)物體使其轉(zhuǎn)變成氣態(tài)的過程稱作升華。加熱液體可以使其轉(zhuǎn)變成氣體，稱作蒸發(fā)或氣化。加壓、冷卻使氣體轉(zhuǎn)化成液體稱作液化。冷卻使液體轉(zhuǎn)變成固體的過程稱作凝固。 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 1 氣態(tài)4. 1. 1 氣體的通性 氣體的性質(zhì)：氣體可以被壓縮和自由膨脹。氣體具有摻和性。 分子在運(yùn)動(dòng)時(shí)也可能與容器壁發(fā)生碰撞，使容器壁上存在著壓強(qiáng)。氣體的壓強(qiáng)單位：帕斯卡(Pa)

2、、千帕(kPa)。 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 1 氣態(tài)4. 1. 2 理想氣體 （1）氣體分子看作數(shù)學(xué)上的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，即分子本身的體積等于零。在較低的壓強(qiáng)下，實(shí)際氣體分子的體積相對(duì)于它的活動(dòng)空間來說非常小，可以忽略不計(jì)，所以在低壓下的實(shí)際氣體比高壓下的氣體更接近于理想氣體。（2）氣體分子之間的相互作用力等于零，即分子之間可以發(fā)生彈性碰撞，兩分子碰撞后總動(dòng)能不發(fā)生改變，分子碰撞后不能發(fā)生相互“結(jié)合”或化學(xué)反應(yīng)。在高溫下，氣體分子的平均動(dòng)能比較大，分子相碰時(shí)能克服分子間力，所以在高溫下的實(shí)際氣體比低溫下的氣體更接近于理想氣體。（3）氣體分子不被容器壁吸附?？傊?，在封閉體系中理想氣體的質(zhì)點(diǎn)數(shù)(分子數(shù)

3、)不會(huì)發(fā)生變化，分子的本身的體積為零。 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 1 氣態(tài)4. 1. 2 理想氣體 理想氣體方程 ：pV=nRT p 氣體的壓強(qiáng)，單位是Pa(帕斯卡)或kPa (千帕) V 氣體的體積，單位是m3 (立方米) n 氣體的物質(zhì)的量，單位是mol (摩爾) T 氣體的熱力學(xué)溫度，單位是K (開爾文) R 理想氣體常數(shù)量，等于8.31441 Jmol-1K-1 從理想氣體方程式中可以看出：當(dāng)n，T一定時(shí)，壓強(qiáng)和體積的乘積等于常數(shù) (即pV=k，p1V1= p2V2)，同樣當(dāng)體積和溫度一定時(shí)，壓強(qiáng)正比于物質(zhì)的量(即Pn)。也就是說在理想氣體方程式中有四個(gè)變量P、V、n和T，如果確定了

4、其中三個(gè)變量，就可以算出另一個(gè)變量。 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)例題：在101325Pa下，0時(shí)空氣的密度()為1.29kgm3,試計(jì)算該空氣的平均摩爾質(zhì)量。 RTMRTVMmRTVnppRTM)(101325)(15.273)(314. 8)(29. 122113msmkgKkmolJmkgpRTM解： n=m/M m為質(zhì)量，M為摩爾質(zhì)量； = m/V； 1Pa=1Nm-2=1kgms-2m-2 T=(攝氏溫度數(shù)值+273.15)K，即0時(shí)，是273.15K= 0.0298kgmol-1 = 28.9 gmol-1第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)理想氣體的分壓定律氣體的壓強(qiáng)是氣體分子撞擊容器壁的結(jié)果，所以

5、總的氣體壓強(qiáng)等于各氣體的分壓之和。 p = p1 + p2+ + px把某一氣體的分壓比上總壓，可以得到nnVnRTVRTnPpiiinnPpii 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)例：在25將50 m3 壓強(qiáng)為100kPa的氧氣和25 m3壓強(qiáng)為200kPa的氮?dú)饣旌?，混合后的體積為300m3，求混合后的總壓強(qiáng)。解：因?yàn)?p1V1= p2V2混合后氧氣的分壓為 pO2=VO2 pO2 / V =50100/300=16.67Pa混合后氮?dú)獾姆謮簽?PN2=25200/300=16.67Pa混合后總壓強(qiáng)為 P總=16.67+16.67=33.34Pa 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 1 氣態(tài)4. 1. 3 實(shí)

6、際氣體 在實(shí)際氣體中氣體分子本身的體積不可以忽略，即我們不可能把氣體壓縮到它的體積等于零，分子與分子之間的作用力不可以忽略。PVnRT，它們之間的關(guān)系要用下式來表示 )(V)(VPRTVRTPVnRTPVZmmmm理想實(shí)際其中Z被稱作為氣體的壓縮因子，Vm表示1mol氣體分子所占有的體積。 壓縮因子Z是實(shí)際氣體體積與理想氣體體積的比值，理想氣體的壓縮因子Z為1。 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 2 液體4. 2. 1 液體的溶解性 液體分子之間有作用力，其他分子如果要溶解到溶液中，必須和溶液中分子能相互“結(jié)合”。相似相溶相似相溶，和溶劑分子極性相似的溶質(zhì)分子可以溶解到溶劑中去形成溶液。例如水是極性

7、分子，氯化氫也是極性分子，氯化氫可以溶解到水中。水分子中有個(gè)-OH，乙醇分子中也有個(gè)-OH，乙醇和水可以以任何比例混合。通常油脂是非極性分子，油就不能溶解在水中。 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 2 液體4. 2. 2 液體的表面張力溶液表面的分子有進(jìn)入溶液內(nèi)部的趨勢(shì)，這種趨勢(shì)促使溶液的表面積變小，這種使溶液表面積縮小的作用力被稱作為表面張力。通常我們用表面能表示表面張力的大小，用符號(hào)表示，單位是Jm-2(或Nm-1)。 表面張力是的雨滴、水滴趨向于球形，表面張力也使得一些生物（如某些昆蟲）能在水面上行走或在水面上產(chǎn)卵。 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 2 液體4. 2. 3 液體的毛細(xì)現(xiàn)象 把玻璃毛

8、細(xì)管垂直插到水中，水與玻璃潤(rùn)濕，使得水進(jìn)入毛細(xì)管，水在毛細(xì)管中上升，直至與水的重力平衡。玻璃毛細(xì)管插入汞溶液中，由于玻璃與汞不潤(rùn)濕造成毛細(xì)下降。酒精燈就是利用毛細(xì)現(xiàn)象把酒精輸送到著火點(diǎn)的。 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 3 溶液溶液是由溶質(zhì)和溶劑組成，即溶質(zhì)溶解在溶劑中形成溶液。溶質(zhì)的粒子直徑1nm（10-9m），溶質(zhì)是分子或離子，可以是固體，也可以是液體或氣體，如果兩種液體互相溶解，一般把量多的一種叫做溶劑，量少的一種叫做溶質(zhì)。 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 3 溶液1. 飽和溶液：在一定溫度、一定量的溶劑中，溶質(zhì)不能繼續(xù)溶解的溶液，再增加溶質(zhì)只能產(chǎn)生沉淀，即沉淀和溶解達(dá)到平衡的溶液是飽和溶液。

9、2. 不飽和溶液：在一定溫度、一定量的溶劑中，溶質(zhì)可以繼續(xù)溶解的溶液。3. 過飽和溶液：在一定溫度、一定量的溶劑中，溶質(zhì)的濃度超過了飽和溶液。例如降低飽和溶液的溫度，溶液中的溶質(zhì)還沒來得及析出，這時(shí)的溶液是過飽和溶液，過飽和溶液是一種不穩(wěn)定態(tài)，久置能使溶質(zhì)析出，過濾后得到飽和溶液。另一種方法是通過攪拌等的方法，使得過飽和溶液產(chǎn)生沉淀，過濾后得到飽和溶液。還有一些方法是升溫、稀釋等使過飽和溶液轉(zhuǎn)變成飽和溶液或不飽和溶液。 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 3 溶液4. 3. 1 溶液的濃度及其計(jì)算SI制中體積的單位是立方米(m)，在化學(xué)中容許保留的單位是升(L)，一升等于一立方分米（dm3），即：1L

10、 = 1dm3。濃度的表示法有很多種，我們這里僅討論以下幾種：1. 物質(zhì)的量濃度(c)：一升溶液中某溶質(zhì)的摩爾數(shù)，單位是moldm-32. 質(zhì)量摩爾濃度(m)：一千克溶劑中某溶質(zhì)的物質(zhì)的量，單位是molkg3. 摩爾分?jǐn)?shù)(x)：溶液中某物質(zhì)的物質(zhì)的量除以溶液的總物質(zhì)的量。4. 質(zhì)量的百分比：溶液中某一物質(zhì)的質(zhì)量占溶液總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)例題：36%的鹽酸溶液其密度為1.18gcm3，求此溶液物質(zhì)的量濃度c，質(zhì)量摩爾濃度m和溶質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù)x。解： 查得HCl的摩爾質(zhì)量是36.46gmol-1；H2O的摩爾質(zhì)量是18.01gmol-11 dm-3此溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量是： 36% 1.

11、18 103 = 424.8g1 dm-3此溶液中溶劑的質(zhì)量是： (100%-36%) 1.18 103 = 755.2g溶液的物質(zhì)的量濃度：331dmmol65.11dm000. 1molg46.36g8 .424c溶液的質(zhì)量摩爾濃度： kgmol43.151000g2 .755molg46.36g8 .424m1溶質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù)： 2174. 0molg01.18g2 .755molg46.36g8 .424molg46.36g8 .424x111第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 3 溶液4. 3. 2溶液的溶解度及其影響因素 1. 溶液的溶解度 （1） 一升溶液中達(dá)到平衡時(shí)可溶解物質(zhì)的物質(zhì)的量，即

12、溶液飽和時(shí)溶質(zhì)的濃度，單位是moldm-3。（2） 100g溶劑能溶解溶質(zhì)的最大克數(shù)。 例：在20，100g水中BaS的溶解度是7.86g，求BaS的摩爾濃度(s)。解： BaS的摩爾質(zhì)量是137.33+32.07=169.40gmol-1，溶液密度看作水的密度1kgdm-3 331464. 0100010040.16986. 7dmmoldmggmolggS=溶液的密度升溶液的質(zhì)量升溶液溶質(zhì)物質(zhì)的量11第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 3 溶液4. 3. 2溶液的溶解度及其影響因素 2. 影響溶解度的因素 固體在溶液中產(chǎn)生平衡： 固體中粒子進(jìn)入溶液，需要吸收能量，然后再與溶劑分子形成水合離子(水溶

13、液中的水合過程)，會(huì)放出能量，溶解過程是吸熱還是放熱取決于這兩個(gè)過程的能量差。例如氯化銨溶解在水中的會(huì)吸熱，而氫氧化鉀溶解在水中會(huì)放熱。 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 3 溶液4. 3. 2溶液的溶解度及其影響因素 2. 影響溶解度的因素 (A)內(nèi)在原因，溶質(zhì)分子或離子與溶劑分子結(jié)合難易程度，涉及到相似相容規(guī)則。(B) 外在原因，例如溫度對(duì)物質(zhì)的溶解度有很大的影響。第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 3 溶液4. 3. 2溶液的溶解度及其影響因素 2. 影響溶解度的因素 利用在不同溫度下溶解度的不同和變化，可以分離不同的物質(zhì)。例如在室溫KNO3和NaCl的溶解度比較接近，在高溫下K

14、NO3的溶解度明顯增大，高溫下加溫濃縮KNO3和NaCl的混合溶液，就能使NaCl結(jié)晶析出，從而達(dá)到分離的目的。另外同離子效應(yīng)、鹽效應(yīng)以及酸堿反應(yīng)、配合反應(yīng)都能影響溶液的溶解度， 4. 3 溶液4. 3. 3 溶液的蒸氣壓水的飽和蒸汽壓即氣液平衡時(shí)的蒸氣壓： 液體蒸汽表 4.5不同溫度下水的蒸氣壓溫度()蒸氣壓(kPa)溫度()蒸氣壓(kPa)溫度()蒸氣壓(kPa)0101520250.6101.232.062.333.1727304050603.554.247.3812.319.970809010012031.247.370.1101.3198.5(A)溶液分子會(huì)揮發(fā)(B) 氣液平衡第四章

15、 物質(zhì)的聚集狀態(tài)例5：1g鋅在25和100kPa壓力下與過量的酸反應(yīng)，如果用排水集氣法在水面上收集，收集到的氣體體積是多少升？已知MZn=65.39g/mol；25水的飽和蒸汽壓為3.17kPa 解： Zn + 2H+ = H2 + Zn2+鋅物質(zhì)的量 n=1/65.39=0.01529mol 等于氫物質(zhì)的量無水時(shí) VH2=nRT/p=0.015298.314298.15/100103 =3.7910-4m3=0.379L含水體積 V=VH2P總/PH2=0.379105(105-3.17103)=0.391L或 V=nRT/(p總-pH2O) = 0.015298.314298.15/(10

16、0-3.17)103 =3.9110-4m3=0.391L第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 3 溶液4. 3. 4 稀溶液的依數(shù)性溶質(zhì)的存在使溶液表面溶劑的分子數(shù)減少，平衡后溶液的蒸氣壓低于純?nèi)軇┑恼魵鈮?。第四?物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 3 溶液4. 3. 4 稀溶液的依數(shù)性1溶液的蒸氣壓降低 難揮發(fā)溶質(zhì)溶解于溶劑，溶液表面的溶劑分子數(shù)目由于溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的存在而減少，使相同溫度下溶液蒸發(fā)出的溶劑分子數(shù)目比純?nèi)軇┥?，即溶液的蒸氣壓比純?nèi)軇┑恼魵鈮?如圖中的aa線所示)低。 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 3 溶液4. 3. 4 稀溶液的依數(shù)性1溶液的蒸氣壓降低 蒸氣壓下降的定量關(guān)系實(shí)驗(yàn)證明，在一定溫度下，稀溶液的

17、蒸氣壓降低值等于該稀溶液中難揮發(fā)，難電離溶質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與純?nèi)軇┱魵鈮旱某朔e，而與溶質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)： *AB*AB pxpnnp 該式也稱拉烏爾定律(法國(guó)物理學(xué)家) 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 3 溶液4. 3. 4 稀溶液的依數(shù)性2. 溶液的凝固點(diǎn)下降 圖中aa，ac，bb線分別表示水、冰和溶液的蒸氣壓與溫度的關(guān)系?？梢姡篴 點(diǎn)(0.01，0.611 kPa)純水和冰的蒸氣壓相等，此時(shí)達(dá)到冰、水和水蒸氣三相平衡，0.01 即為水的凝固點(diǎn)； 水溶液中由于加入了溶質(zhì)而蒸氣壓降低，溶液蒸氣壓曲線與冰的蒸氣壓曲線相交于b點(diǎn)，這是溶液的凝固點(diǎn)。顯然，溶液的凝固點(diǎn)比純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)下降了。難揮發(fā)物質(zhì)溶液的

18、凝固點(diǎn)總是低于純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)。 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)2. 溶液的凝固點(diǎn)下降 在稀溶液中，凝固點(diǎn)下降值(Tf)為 Bff*ffbKTTT式中Tf 表示難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的凝固點(diǎn)下降值，Tf*、Tf 分別表示純?nèi)軇┖腿芤旱哪厅c(diǎn)，bB是質(zhì)量摩爾濃度寫單位為molkg1，例如：lkg水中溶解了62g乙二醇C2H4(OH)2，其質(zhì)量摩爾濃度是1molkg1；Kf 為凝固點(diǎn)下降常數(shù)，它取決于純?nèi)軇┑奶匦远c溶質(zhì)特性無關(guān)。溶劑的凝固點(diǎn)下降常數(shù)可以查表得到。溶劑凝固點(diǎn)()Kf (Kkgmol1)醋酸苯氯仿水16.65. 5 63. 50. 03. 904. 904. 701. 86例如1kg水中溶解了3

19、1g乙二醇，求凝固點(diǎn)下降值Tf。解：Tf = Kf bB =1.8631/62=0.94第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)2. 溶液的凝固點(diǎn)下降 溶質(zhì)的存在阻礙了溶劑的凝固，導(dǎo)致凝固點(diǎn)下降。 溶質(zhì)對(duì)溶液凝固點(diǎn)的影響第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)2. 溶液的凝固點(diǎn)下降 例如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用水作冷卻液，在冬天往往因水結(jié)冰而把水箱凍裂，而在水中加入乙二醇，制成防凍液，能使溶液在 -40不結(jié)冰，防止水箱凍裂。 如果水中加入的是電解質(zhì)如NaCl，它電離成正負(fù)離子，使凝固點(diǎn)下降得更多，實(shí)驗(yàn)室常用冰、水和NaCl組成溶液得到零度以下的低溫。 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 3 溶液4. 3. 4 稀溶液的依數(shù)性3. 溶液的沸點(diǎn)升高 在

20、稀溶液中，升高值(Tb)為 Bbb*bbbKTTT式中Tb 表示難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點(diǎn)升高值，Tb*、Tb 分別表示純?nèi)軇┖腿芤旱姆悬c(diǎn)，bB是質(zhì)量摩爾濃度，單位為molkg1，溶劑沸點(diǎn)()Kb (Kkgmol1)醋酸苯氯仿水117.980. 1 61. 7100. 03. 072. 533. 630. 512第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 3 溶液4. 3. 4 稀溶液的依數(shù)性4. 溶液的滲透壓 把溶液與水用半透膜分割開(見圖A)，水會(huì)通過半透膜進(jìn)入溶液，導(dǎo)致溶液的壓力升高(見圖B)，平衡時(shí)溶液與水之間的壓力差稱之為滲透壓，滲透壓是為維持被半透膜所隔開的溶液與純?nèi)軇┲g的滲透平衡而需要的額外壓

21、力。 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 3 溶液4. 3. 4 稀溶液的依數(shù)性4. 溶液的滲透壓 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓與溶液的體積摩爾濃度及熱力學(xué)溫度成正比。1887年，荷蘭物理學(xué)化學(xué)家范特霍夫(J. H. van t Hoff)，提出了稀溶液的滲透壓與溫度和溶質(zhì)濃度的關(guān)系式： RTVncRT其中c為溶液的濃度，R為理想氣體常數(shù)，T為絕對(duì)溫度，n為物質(zhì)的量，V為溶液體積。 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 3 溶液4. 3. 4 稀溶液的依數(shù)性4. 溶液的滲透壓 如果在溶液的一側(cè)施加一個(gè)大于滲透壓的外壓力，則溶劑由溶液一側(cè)通過半透膜向純?nèi)軇┗虻蜐舛确较驖B透，這種現(xiàn)象稱為反滲透反滲透(見

22、圖C) 。它為海水淡化和環(huán)境保護(hù)中的廢水處理提供了一個(gè)重要方法。 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)晶體是內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)(原子、分子或離子)在三維空間成周期性重復(fù)排列的固體。非晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列雜亂無章。 4. 4 固體4. 4. 1. 晶體和非晶體 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)晶體的外形4. 4 固體4. 4. 1. 晶體和非晶體 圖A 晶體：綠寶石，Be3Al2Si6O18、重晶石(BaSO4)和方解石式CaCO3、霰石, 文石第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài) 1晶體有整齊規(guī)則的幾何外形：例如我們看到的食鹽結(jié)晶是一個(gè)個(gè)立方體，石英(SiO2)晶體是六方體，方解石(CaCO3)晶體是棱面體。而非晶體如玻璃，石蠟，松香則沒有一定

23、的幾何外形，稱作無定形。 晶體特征，我們可以根據(jù)這三個(gè)特征來區(qū)分晶體和非晶體。2晶體有固定的熔點(diǎn)：恒壓下晶體有固定的熔化溫度，例如把冰加熱，在低于0時(shí)不融化，加熱到0才融化，再加熱，體系溫度不變，直至冰全部融化后溫度才上升。這說明冰有固定的熔點(diǎn)。3晶體有各向異性的特點(diǎn)：晶體在不同方向上的硬度、熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱性、電阻率、折射率等都是不同的。如云母在某個(gè)方向上可以剝開，石墨在平行石墨層的方向上導(dǎo)電率比垂直于石墨層的方向上導(dǎo)電率高一萬多倍，導(dǎo)熱率大5-6倍，這就是各向異性。第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)4. 4 固體4. 4. 1. 晶體和非晶體 與之對(duì)應(yīng)的非晶體如玻璃，石蠟，松香則沒有一定的幾何外形，稱

24、作無定形；非晶體是各向同性的；而非晶體就沒有固定的熔點(diǎn)，如松香在50-70之間軟化，70以上才基本成為熔體。晶體與非晶體可以相互轉(zhuǎn)換的。如滌綸的熔體迅速冷卻得到的是無定形體，若緩慢冷卻，卻可得到晶體。同一物質(zhì)可以有不同的晶型，如石墨和金剛石都是由碳原子組成，但是它們是不同的晶體，稱為同質(zhì)異晶。改變外界條件，同質(zhì)異晶間會(huì)相互改變。 晶體又可分為單晶和多晶，單晶內(nèi)部的粒子是按照某種規(guī)律整齊排列的，而多晶是由多個(gè)單晶體聚集而成的。如果多晶組成部分的晶體顆粒及微小，則稱為微晶體，如碳黑。 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài) 1離子晶體在離子晶體(ionic crystals)的晶格結(jié)點(diǎn)上交替排列著正、負(fù)離子。由于

25、正負(fù)離子間有很強(qiáng)的離子鍵(靜電引力)作用，所以離子晶體有較高的熔點(diǎn)和較大的硬度(常呈現(xiàn)硬而脆)。固體不導(dǎo)電，熔化時(shí)或溶解在極性溶劑中能導(dǎo)電。一般來說，s區(qū)的元素(H、Li、Be除外)與p區(qū)元素形成的是典型的離子鍵。 形成的固體是離子晶體。 晶體可按質(zhì)點(diǎn)上的物質(zhì)類型不同和質(zhì)點(diǎn)間的作用力不同分為離子晶體、分子晶體、原子晶體和金屬晶體。還有混合型的晶體(晶格包含兩種以上的類型)例如：石墨、氮化硼等。 第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài) 離子晶體的穩(wěn)定性由晶格能來表示，離子晶體的晶格能(lattice energy)是指：斷開一摩爾離子晶體的離子鍵使其變?yōu)闅鈶B(tài)組分離子所需吸收的能量，稱為離子晶體的晶格能(U)。M

26、X(s) M+(g) + X-(g) UNaCl=786 kJ/mol晶格能越大，離子晶體的熔點(diǎn)就越高和硬度就越大，離子晶體就越穩(wěn)定。離子晶體中離子所帶的電荷數(shù)多，離子間的核間距越短，晶格能就越大，熔點(diǎn)就越高，硬度就越大，離子晶體就越穩(wěn)定。第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài) NaCl型晶體NaINaBrNaClNaFBeOMgOCaOSrOBaO離子電荷111122222核間距 (pm)318 294279231210240257277晶體能(kJ/mol)692 7407809204521 3889 3513 3310 3152熔點(diǎn) ()660 7478019962852 2570 2430 1918莫氏硬度2.52-2.5 5.54.53.53.3晶格能與物質(zhì)硬度和熔點(diǎn)的關(guān)系 例題：MgO MgCl2 KCl NaCl，按熔沸點(diǎn)從高到低的次序排列。 答：因是離子晶體 m.p. MgO MgCl2 NaCl KCl第四章 物質(zhì)的聚集狀態(tài) 2原子晶體晶體中質(zhì)點(diǎn)是以共價(jià)鍵結(jié)合的晶體稱原子晶體。例如金剛石，晶胞如ZnS，即用C原子替代了Zn和S原子。原子晶體質(zhì)點(diǎn)上排列的是原子，質(zhì)點(diǎn)間靠共價(jià)鍵結(jié)合。由于原子間都是以共價(jià)鍵結(jié)合的，因此原子晶體熔點(diǎn)高，硬度大。如金剛石是天然物質(zhì)中最硬的。原子晶體的熔點(diǎn)都在千度以上。金剛石晶胞