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第2章化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)§2-1-1理想氣體狀態(tài)方程§2-1-2氣體混合物§2-1-3真實(shí)氣體§2-1-4氣體分子動(dòng)理論2023/8/912-1氣體第2章化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)§2-1-1理想氣體狀態(tài)方程202§2-1氣體2-1-1理想氣體狀態(tài)方程及應(yīng)用2023/8/92

理想氣體:分子之間沒有相互吸引和排斥,分子本身的體積相對(duì)于氣體所占體積可以忽略(具有質(zhì)量的幾何點(diǎn))。實(shí)際氣體在低壓(<101.325kPa)和高溫(>0℃)的條件下,接近理想氣體。§2-1氣體2-1-1理想氣體狀態(tài)方程及應(yīng)用2023/等壓變化(蓋·呂薩克定律):恒壓條件下,氣體的體積與其溫度成正比。V∝T等溫變化(玻意耳定律):恒溫條件下,氣體的體積與壓強(qiáng)成反比。PV=C由此:一定量氣體P,V,T之間有如下關(guān)系PV/T=C2023/8/93等壓變化(蓋·呂薩克定律):2023/8/132023/8/94理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT

在STP下,P=101325Pa,T=273.15Kn=1.0mol時(shí),Vm=22.414×10-3m3R=8.314Pam3K-1mol-1另一單位制:atm,L,mol,KR=0.08206atm·LK-1mol-1單位換算1atm=101.325kPa=760mmHg1ml=1cm3=10-3L=10-3dm3=10-6m3

1m=102cm=103mm=106um=109nm=1012pmn=m/Mρ=m/VC=n/V2023/8/14理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT阿佛加得羅定律:相同溫度和壓力下,相同體積的不同氣體均含有相同數(shù)目的分子。標(biāo)準(zhǔn)條件(standardcondition,或標(biāo)準(zhǔn)狀況)101.325kPa和273.15K(即0℃)--STP標(biāo)準(zhǔn)條件下1mol氣體:粒子數(shù)NA=6.02×1023mol-1體積Vm=22.4141×10-3m32023/8/95阿佛加得羅定律:2023/8/152023/8/96理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用推導(dǎo)出氣體密度ρ與P,V,T之間的關(guān)系。(設(shè)氣體質(zhì)量為m,摩爾質(zhì)量為M)ρ=m/V,n=m/M代入PV=nRT注意單位的使用,R用8.314,P、V、T、n均為國(guó)際單位,也可以P以kPa,V以L做單位,此時(shí)考慮n=m/MPV=mRT/MPM=ρRT(密度的單位是g/L)

2023/8/16理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用2023/8/97解:依據(jù)PV=nRT,由題意知,P、V恒定,容器內(nèi)物質(zhì)的量減小為原來的四分之三.n1RT1=n2RT2n1/n2=T2/T14/3=T2/288T2=384K例1.一敞口燒瓶中盛有空氣,欲使其量減少四分之一,需把溫度從288K提高到多少?2023/8/17解:依據(jù)PV=nRT,由題意知,P、V恒2023/8/98例2.實(shí)驗(yàn)室用金屬鈉與氫氣在高溫下反應(yīng)制備NaH。反應(yīng)裝置中的空氣需用無水無氧的氮?dú)庵脫Q。氮?dú)庥傻獨(dú)怃撈刻峁?,該鋼瓶體積為50L,溫度25C,壓力為15.2MPa.請(qǐng)計(jì)算鋼瓶中氣體的物質(zhì)的量和質(zhì)量;若將反應(yīng)裝置用氮?dú)庵脫Q5次后,鋼瓶壓力下降為13.8MPa.計(jì)算在25C

、0.1MPa下,平均每次消耗氮?dú)獾捏w積。2023/8/18例2.實(shí)驗(yàn)室用金屬鈉與氫氣在高溫下反應(yīng)制備2023/8/99(1)解:依據(jù)PV=nRT,15.2×106×50×10-3=n×8.314×298n=307molm=307×28=8589g(2)解:置換5次后,鋼瓶壓力降低為13.8MPa,此時(shí)鋼瓶?jī)?nèi)的氣體物質(zhì)的量n’=278.5mol即排出的N2=28.5mol每次排出的氣體體積由PV=nRT得到.例2.Page42023/8/19(1)解:依據(jù)PV=nRT,例2.Pag2023/8/910組分氣體:理想氣體混合物中每一種氣體叫做組分氣體。各組分氣體的相對(duì)含量可用分體積Vi、分壓Pi或摩爾分?jǐn)?shù)xi等表示。1.分壓定律氣體的最基本特征:可壓縮性和擴(kuò)散性2-1-2氣體混合物2023/8/110組分氣體:理想氣體混合物中每一種氣體叫做2023/8/911⑴分體積、體積分?jǐn)?shù)、摩爾分?jǐn)?shù)(補(bǔ)充)分體積:指相同溫度下,組分氣體具有和混合氣體相同壓力時(shí)所占體積。O2N2O2+N2+V1、P、TV2、P、TV1+V2、P、T混合氣體總體積V總=各組分氣體的分體積Vi之和V總=V1+V2+V3+V4······Vi2023/8/111⑴分體積、體積分?jǐn)?shù)、摩爾分?jǐn)?shù)(補(bǔ)充)O2023/8/912||2023/8/112||2023/8/913⑵分壓定律:分壓:一定溫度下,混合氣體中的某種氣體單獨(dú)占有混合氣體的體積時(shí)所呈現(xiàn)的壓強(qiáng)。O2N2O2+N2+T、V、P總=P1+P2混合氣體的總壓等于混合氣體中各組分氣體分壓之和。P=P1+P2+

或P=Pi

T、V、P1T、

V、P22023/8/113⑵分壓定律:O2N2O2+N2+T、V2023/8/914PiV=niRTP總V=n總RT分壓定律注意:在PV=nRT公式中,不能同時(shí)代入分體積和分壓。2023/8/114PiV=niRTP總V=2023/8/915例:潛水員攜帶的水下呼吸器中充有氧氣和氦氣的混合氣體。將25C,0.10MPa的46LO2和12LHe充入體積為5.0L的儲(chǔ)罐中。請(qǐng)計(jì)算該溫度下儲(chǔ)罐中兩種氣體的分壓和混合氣體的總壓。2023/8/115例:潛水員攜帶的水下呼吸器中充有氧氣和氦2023/8/916氣液兩相平衡時(shí)液相表面蒸氣的分壓即為該液體的飽和蒸氣壓。溫度一定,水的分壓(飽和蒸氣壓)為定值。2023/8/116氣液兩相平衡時(shí)液相表面蒸氣的分壓即為2023/8/917例.溫度為18C,室內(nèi)氣壓計(jì)指示為753.8mmHg,某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用排水法收集到0.567L氫氣。用分子篩可以除去氣體中的水分,得到干氫氣。請(qǐng)計(jì)算同樣條件下干氫氣的體積和物質(zhì)的量。(已知:PH2O(18C)=15.477mmHg)氣壓計(jì)指示的空氣壓強(qiáng),是氫氣和水蒸汽的壓強(qiáng)和PT;排水收集的為濕潤(rùn)氫氣,其體積VT=0.567L。濕潤(rùn)氫氣的分壓PH2應(yīng)從氣壓計(jì)讀數(shù)中扣除此溫度下水蒸汽的飽和蒸汽壓.欲求的是去掉水蒸汽后氫氣的體積,即分體積VH2.PH2

VT=PTVH22023/8/117例.溫度為18C,室內(nèi)氣壓計(jì)指示為72023/8/918PCO2O2H2理想氣體PVm=RTPVm2-1-3真實(shí)氣體2023/8/118PCO2O2H2理想氣體PVm2-1-2023/8/919實(shí)際氣體與理想氣體產(chǎn)生偏差:①應(yīng)考慮氣體分子本身的體積,在方程中扣除;②應(yīng)考慮內(nèi)層分子與外層分子間、外層分子與器壁間的作用力。2023/8/119實(shí)際氣體與理想氣體產(chǎn)生偏差:2023/8/920實(shí)際氣體狀態(tài)方程-范德華方程a、b均為范德華常數(shù),由實(shí)驗(yàn)確定。a與分子間引力有關(guān);b與分子自身體積有關(guān)。2023/8/120實(shí)際氣體狀態(tài)方程-范德華方程a、b均為范2023/8/921對(duì)理想氣體:PV=nRTP:氣體分子對(duì)容器壁產(chǎn)生的壓力V:氣體分子自由活動(dòng)的空間,即容器的體積。實(shí)際氣體需修正P、VV′=(V-nb)nb是n摩爾氣體自身的體積2023/8/121對(duì)理想氣體:PV=nRT2023/8/922例.分別按理想氣體狀態(tài)方程式和范德華方程式計(jì)算1.50molSO2在303K,占有20.0dm3體積時(shí)的壓力,并比較兩者的相對(duì)誤差。如果體積減少為2.00dm3,其相對(duì)誤差又如何?解:已知T=303K,V=20.0dm3,n=1.50mol,

a=0.6803Pa·m6·mol-2,b=0.563610-4m3·mol-12023/8/122例.分別按理想氣體狀態(tài)方程式和范德華2023/8/9232023/8/1232023/8/924P∝Fu碰撞力與碰撞速度的乘積F∝mvu∝vN/VP∝mv2(N/V)其中v是具有統(tǒng)計(jì)平均意義的方均根速度vrms,同時(shí)考慮碰撞的方向因素,PV=Nmv2/3與理想氣體狀態(tài)方程對(duì)比:Nmv2/3=nRTNAmv2/3=RTMv2/3=RT2-1-4氣體分子動(dòng)理論2023/8/124P∝Fu碰撞力與碰撞速度的2023/8/925方均根速度:Mv2/3=RTvrms=(3RT/M)1/2有關(guān)氣體分子運(yùn)動(dòng)速度還包括最概然速度

vmp,平均速度vav,三者數(shù)值不同但十分接近,相對(duì)關(guān)系如下:Vrms:Vav:Vmp=1.000:0.921:0.816氣體分子的速度分布和擴(kuò)散定律2023/8/125方均根速度:Mv2/3=RTv2023/8/9262-2-1溶液濃度及表示方法§2-2液體和溶液1.質(zhì)量摩爾濃度mBmB=溶質(zhì)B的物質(zhì)的量(mol)溶劑的質(zhì)量(kg)2.物質(zhì)的量濃度CB2023/8/1262-2-1溶液濃度及表示方法§2-23.質(zhì)量分?jǐn)?shù)w4.摩爾分?jǐn)?shù)w=溶質(zhì)的質(zhì)量溶液的質(zhì)量xB=nBn總∑Xi=13.質(zhì)量分?jǐn)?shù)w4.摩爾分?jǐn)?shù)w=溶質(zhì)的質(zhì)量溶液的質(zhì)量xB=nB2023/8/9282-2-2非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性蒸氣壓下降─拉烏爾定律沸點(diǎn)升高凝固點(diǎn)下降滲透壓2023/8/1282-2-2非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性蒸氣壓如果將將蔗糖溶解在水中形成溶液,其蒸氣壓有何變化?蒸氣壓下降:與純?nèi)軇┫啾龋y揮發(fā)物質(zhì)的溶液的蒸氣壓低于純?nèi)軇┑恼魵鈮?。如果將將蔗糖溶解在水中形成溶液,其蒸氣壓有何變化?蒸氣壓下降難揮發(fā)物質(zhì)的稀溶液蒸氣壓會(huì)下降的原因:

溶劑的部分表面被溶質(zhì)占據(jù),單位時(shí)間,逸出液面的溶劑分子數(shù)減少,即蒸發(fā)速率減小,使系統(tǒng)在較低的蒸氣濃度或壓力下達(dá)到平衡。即溶液的蒸氣壓必低于純?nèi)軇┑恼魵鈮?。難揮發(fā)物質(zhì)的稀溶液蒸氣壓會(huì)下降的原因:一、蒸氣壓下降─拉烏爾定律拉烏爾定律:在一定溫度下,難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓等于純?nèi)軇┑恼魵鈮号c溶劑摩爾分?jǐn)?shù)的乘積。一、蒸氣壓下降─拉烏爾定律拉烏爾定律:在一定溫度下,難揮發(fā)非拉烏爾定律適用于非電解質(zhì)稀溶液△p=Km——

拉烏爾定律的另一表達(dá)式m為溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度(mol/kg),K為溶劑的蒸氣壓下降常數(shù)。拉烏爾定律適用于非電解質(zhì)稀溶液△p=Km——拉烏爾定律的非揮發(fā)性溶質(zhì)的稀溶液溶液的蒸氣壓只與單位體積內(nèi)溶質(zhì)的粒子數(shù)目有關(guān),而與溶質(zhì)分子的組成和性質(zhì)無關(guān)。若溶質(zhì)(B)、溶劑(A)都有揮發(fā)性,且兩者沒有相互作用,可組成理想溶液,也可以利用拉烏爾定律.這時(shí)可分別考慮,然后加合:PA=PA0xA;

PB=PB0xB;溶液蒸氣壓P=PA+PB例:苯與甲苯非揮發(fā)性溶質(zhì)的稀溶液溶液的蒸氣壓只與單位體積內(nèi)溶質(zhì)的粒子bslgaco2.21×107Pa

101325

610.5273.16K373.15K647K冰點(diǎn)(1)三相點(diǎn)(純水在其飽和蒸氣壓下的凝固點(diǎn))Tt=273.16K,Pt=610.5Pa(2)水的冰點(diǎn)(一大氣壓下被空氣飽和的水和冰的平衡點(diǎn))Tf=273.15K(3)水的沸點(diǎn)Tb=373.15K(4)水的臨界點(diǎn)Tc,Pc

Tc=647K,Pc=2.21×107Pa

水的相圖和三相點(diǎn)(triplepoint)

bslgaco2.21×107Pa10132沸點(diǎn)升高(液體飽和蒸氣壓=外壓)

1.01×105

溶液

△Tb

373

T

T/K

溶液沸點(diǎn)上升

蒸氣壓

p/Pa

沸點(diǎn)升高(液體飽和蒸氣壓=外壓)難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點(diǎn)>純?nèi)軇┓悬c(diǎn)解釋?

△Tb=Kbm△Tb:沸點(diǎn)上升值;

m:溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度(mol/kg);

Kb:溶劑的摩爾沸點(diǎn)上升常數(shù)。

難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的沸點(diǎn)>純?nèi)軇┓悬c(diǎn)解釋?凝固點(diǎn)下降凝固點(diǎn):固態(tài)純?nèi)軇┡c液態(tài)溶液平衡時(shí)的溫度即固體純?nèi)軇┑恼魵鈮?溶液中溶劑的蒸氣壓時(shí)的溫度。若P固>P液,固體熔化;反之,凝固.溫度/℃

0

-1

-2

-3

-4

-5

-6

-10

-15

-20

-25

冰的蒸氣壓/Pa

611

562

517

476

437

402

369

260

165

103

63

水的蒸氣壓/Pa

611

568

527

490

455

422

391

冰蒸汽壓下降的程度超過水蒸汽壓的下降程度?。∧厅c(diǎn)下降凝固點(diǎn):固態(tài)純?nèi)軇┡c液態(tài)溶液平衡時(shí)的溫度即固體純?nèi)躉O’OO’0℃時(shí)冰的蒸氣壓=水的蒸氣壓=611Pa。由于水溶液的蒸氣壓下降,0℃時(shí)水溶液的蒸氣壓必低于冰的蒸氣壓,如果此時(shí)溶液中加入冰,冰就會(huì)融化,融化過程要從系統(tǒng)吸熱,系統(tǒng)溫度就會(huì)降低。由于冰的蒸氣壓曲線坡度大,在0℃以下某溫度時(shí),冰的蒸氣壓曲線與溶液的蒸氣壓曲線相交于一點(diǎn),這個(gè)溫度就是溶液的凝固點(diǎn)。凝固點(diǎn)降低值△Tf=Kfm0℃時(shí)冰的蒸氣壓=水的蒸氣壓=611Pa。由于水溶液的蒸氣壓無機(jī)化學(xué)宋天佑版化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)課件半透膜:只能透過溶劑分子(水),但不能透過溶質(zhì)分子的膜狀物質(zhì)。動(dòng)物的膀胱、腸衣、細(xì)胞膜等。滲透:溶劑通過半透膜進(jìn)入溶液的單方向擴(kuò)散過程。單位時(shí)間內(nèi)溶劑分子從兩個(gè)相反的方向穿過半透膜的數(shù)目彼此相等,即達(dá)到滲透平衡。滲透壓:為維持只允許溶劑通過的膜所隔開的溶液與純?nèi)軇┲g的滲透平衡而需要的額外壓力。Van’tHoff公式:πv=nRT或π=cRT半透膜:只能透過溶劑分子(水),但不能透過溶質(zhì)分子的膜狀物質(zhì)

依數(shù)性:難揮發(fā)的非電解質(zhì)溶于溶劑時(shí),溶液的蒸氣壓比純?nèi)軇┑恼魵鈮旱?;溶液的沸點(diǎn)比純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)高;溶液的凝固點(diǎn)比純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)低;在溶液和純?nèi)軇╅g產(chǎn)生滲透壓。當(dāng)溶液的濃度較稀時(shí),蒸氣壓下降、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低、滲透壓的數(shù)值僅與溶液中溶質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)數(shù)有關(guān),而與溶質(zhì)的特性無關(guān)。依數(shù)性:難揮發(fā)的非電解質(zhì)溶于溶劑時(shí),溶液的蒸氣壓比純?nèi)軇┑淖⒁猓?.依數(shù)性只適用于難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液.濃溶液和電解質(zhì)溶液數(shù)值與公式偏差大.2.沸點(diǎn)高低或滲透壓大小順序?yàn)椋篈2B或AB2型強(qiáng)電解質(zhì)>AB型強(qiáng)電解質(zhì)溶液>弱電解質(zhì)溶液>非電解質(zhì)溶液。3.凝固點(diǎn)高低順序與上相反。注意:依數(shù)性的應(yīng)用1.測(cè)分子的摩爾質(zhì)量-應(yīng)用沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)下降△Tborf=Kborf·m其中m為溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度(mol/kg)-應(yīng)用滲透壓π=cRT,

如果使用國(guó)際單位Pa、K,R=8.314,c的單位應(yīng)該是mol·m-3;

也可以使用R=0.08206,atm,K,mol·dm-3依數(shù)性的應(yīng)用2.制作防凍劑和制冷劑冬天汽車水箱中加入甘油或乙二醇;

實(shí)驗(yàn)室以冰-鹽混合物作制冷劑。

水溶液溫度時(shí)間abcda’b’c’d’低共熔混合物2.制作防凍劑和制冷劑水溶液溫度時(shí)間abcda’b’c’d3.配制等滲輸液例:與人體血液等滲透壓的葡萄糖(C6H12O6)溶液的凝固點(diǎn)降低為0.543K,水的Kf=1.86,求該葡萄糖溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解:△Tf=Kf·m,0.543=1.86mm=0.2919mol·kg-1

W=0.2919×180/(1000+0.2919×180)

=5%3.配制等滲輸液2023/8/947§2-3固體晶體和非晶體(無定型體)(crystallinestateandamorphoussolid)晶體的類型:分子晶體、離子晶體、原子晶體、金屬晶體2023/8/147§2-3固體晶體和非晶體(無定型體)2023/8/948晶體結(jié)構(gòu)和類型晶體結(jié)構(gòu)的特征與晶格理論晶體:具有整齊規(guī)則的幾何外形,各向異性,有固定熔點(diǎn)。非晶體:無整齊規(guī)則的幾何外形,各向同性,沒有固定熔點(diǎn)。2023/8/148晶體結(jié)構(gòu)和類型晶體結(jié)構(gòu)的特征與晶格理論2023/8/949晶體的幾個(gè)基本概念結(jié)點(diǎn):晶體中的粒子(原子、分子、離子等)抽象為一個(gè)點(diǎn),即為結(jié)點(diǎn)。晶胞:能表現(xiàn)出晶體結(jié)構(gòu)全部特征的最小單元(六面體)。晶格:構(gòu)成晶體的質(zhì)點(diǎn)以一定的規(guī)則排列在空間的固定點(diǎn)上形成的格子。2023/8/149晶體的幾個(gè)基本概念2023/8/950abcαβγyxz2023/8/150abcαβγyxz2023/8/951七大晶系、十四種晶格晶胞的大小和形狀由六個(gè)參數(shù)決定,即六面體的三個(gè)邊長(zhǎng)a、b、c及三個(gè)夾角α、β、γ。根據(jù)晶胞參數(shù)的不同,晶體可分為七大晶系:立方晶系、六方晶系、四方晶系、三方晶系、正交晶系、單斜晶系、三斜晶系。2023/8/151七大晶系、十四種晶格晶胞的大小和2023/8/9522023/8/1522023/8/953晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)-七大晶系

立方晶系:a=b=c,α=β=γ=90°六方晶系:a=b≠cα=β=90°γ=120°四方晶系:a=b≠cα=β=γ=90°2023/8/153晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)-七大晶系立方2023/8/954晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)

三方晶系:a=b=c,α=β=γ≠90°正交晶系:a≠b≠cα=β=γ=90°單斜晶系:a≠b≠cα=γ=90°β≠90°三斜晶系:a≠b≠cα≠β≠γ≠90°2023/8/154晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)三方晶系:正2023/8/955結(jié)點(diǎn)在六面體上的分布類型有4種簡(jiǎn)單格子:只在八個(gè)頂角上有結(jié)點(diǎn),P底心格子:除八個(gè)頂角上有結(jié)點(diǎn)外,上下兩個(gè)平行面的中心各有一個(gè)結(jié)點(diǎn),C體心格子:八個(gè)頂角和體心各有一個(gè)結(jié)點(diǎn),I面心格子:八個(gè)頂角和六個(gè)面心上均有結(jié)點(diǎn),F(xiàn)四種類型用于七大晶系,可得到十四種晶格。2023/8/155結(jié)點(diǎn)在六面體上的分布類型有4種2023/8/956晶體十四種晶格(以立方晶系為重點(diǎn))

立方P立方I

立方F

六方P

四方P

四方I2023/8/156晶體十四種晶格(以立方晶系為重點(diǎn))2023/8/957正交P正交C正交I正交F三方P2023/8/157正交P正交C正交I正交F三方P2023/8/958三斜P單斜C單斜P2023/8/158三斜P單斜C單斜P2023/8/9592.3.1非晶體準(zhǔn)晶體(1)非晶體:

沒有規(guī)則外形,內(nèi)部微粒排列不規(guī)則(長(zhǎng)程無序),無特定的晶面.過冷液體.

石英石英玻璃(2)準(zhǔn)晶體:長(zhǎng)程有序但缺乏空間周期性.2023/8/1592.3.1非晶體準(zhǔn)晶體(1)非晶體2023/8/9602.3.2晶體類型(1)離子晶體:活潑金屬的氧化物和鹽類特征:晶格結(jié)點(diǎn)上的質(zhì)點(diǎn)—正、負(fù)離子;質(zhì)點(diǎn)間作用力—離子鍵;配位數(shù)—6、8、4等;晶體中不存在獨(dú)立的簡(jiǎn)單分子。2023/8/1602.3.2晶體類型(1)離子晶體:2023/8/9612023/8/1612023/8/962

性質(zhì):⑴較高的熔沸點(diǎn)和硬度—電荷越高,離子半徑越小,庫侖力越大,熔、沸點(diǎn)越高;⑵質(zhì)脆,延展性差—受機(jī)械力作用,結(jié)點(diǎn)離子位移,由異性相吸變?yōu)橥韵喑?;⑶易溶于水,水溶液及熔融態(tài)易導(dǎo)電;2023/8/162性質(zhì):2023/8/963幾種常見離子晶體的結(jié)構(gòu)AB型離子晶體的類型ZnS型立方面心配位數(shù)為4:4ZnS晶胞中的離子數(shù)Zn2+:4個(gè)S2-:6×1/2+8×1/8=4個(gè)2023/8/163幾種常見離子晶體的結(jié)構(gòu)AB型離子晶體的類2023/8/964立方面心配位數(shù)為6:6

NaCl晶胞中的離子個(gè)數(shù)CI-:8×1/8+6×1/2=4個(gè)Na+:

1+12×1/4=4個(gè)NaCl型2023/8/164立方面心NaCl晶胞中的離子個(gè)數(shù)NaC2023/8/965簡(jiǎn)單立方配位數(shù)為8:8CsCl晶胞中的離子數(shù)Cs+:1個(gè)Cl-:8×1/8=1個(gè)CsCl型2023/8/165簡(jiǎn)單立方CsCl晶胞中的離子數(shù)CsCl型2023/8/966(2)分子晶體:靠分子間力結(jié)合(有時(shí)可能含氫鍵)而成的晶體。類型:主要是一些共價(jià)型的非金屬單質(zhì)和化合物分子。如:稀有氣體;大多數(shù)的非金屬單質(zhì)(H2、O2、X2、S8、P4等);非金屬間的化合物(HCl、CO2等);大多數(shù)有機(jī)化合物。2023/8/166(2)分子晶體:2023/8/967特點(diǎn):

晶格上的質(zhì)點(diǎn)—分子質(zhì)點(diǎn)間作用力—分子間力(氫鍵)配位數(shù)可高達(dá)12

晶體中存在獨(dú)立的簡(jiǎn)單分子2023/8/167特點(diǎn):2023/8/968性質(zhì):熔點(diǎn)低,硬度小,易揮發(fā),(分子間力弱),通常為電的不良導(dǎo)體,但一些強(qiáng)極性鍵的分子晶體(HCl)溶于水導(dǎo)電。2023/8/168性質(zhì):熔點(diǎn)低,硬度小,易揮發(fā),(2023/8/969分子的偶極矩和極化率1分子的極性非極性分子:分子中的正、負(fù)電荷中心重合極性分子:分子中的正、負(fù)電荷中心不重合2分子極性與鍵極性的關(guān)系雙原子分子鍵有極性,分子有極性。HX

鍵無極性,分子無極性。X22023/8/169分子的偶極矩和極化率2023/8/970

多原子分子的極性主要取決于分子的組成和分子的幾何構(gòu)型。組成原子相同:(P4,S8等)為非極性分子組成原子不同:幾何構(gòu)型對(duì)稱的為非極性分子,如:BF3幾何構(gòu)型不對(duì)稱的為極性分子,如:H2O,NH32023/8/170多原子分子的極性主要取決于分子的組成2023/8/9713.偶極矩μ偶極子:是指大小相等,符號(hào)相反,彼此相距為d的兩個(gè)點(diǎn)電荷(+q,-q)所組成的系統(tǒng)。偶極矩:μ=q·d,方向:+→-單位:德拜D1D=3.33×10-30C·m(庫·米)μ=0,為非極性分子μ≠0,為極性分子。μ越大,分子極性越強(qiáng)。

HFHClHBrHIμ/D1.921.030.790.382023/8/1713.偶極矩μHF2023/8/972偶極矩方向一致

μ=1.5D,較大三個(gè)N-F鍵的偶極矩加合與孤對(duì)電子的偶極矩方向相反,抵消一部分,所以U較小。μ=0.2DNHHH2023/8/172偶極矩方向一致三個(gè)N-F鍵的偶極矩加合與2023/8/973偶極矩μ常用來判斷一個(gè)分子的空間結(jié)構(gòu)。

NF3:μ=1.66D;極性分子,三角錐形。采取sp3雜化;

BF3:μ=0;非極性分子,平面三角形。采取sp2雜化。2023/8/173偶極矩μ常用來判斷一個(gè)分子的空間結(jié)構(gòu)。2023/8/9744.三種常見的偶極⑴永久偶極:極性分子中固有的偶極。⑵誘導(dǎo)偶極:在外電場(chǎng)影響下所產(chǎn)生的偶極。⑶瞬間偶極:某一瞬間,分子的正、負(fù)電荷重心發(fā)生不重合現(xiàn)象時(shí)所產(chǎn)生的偶極。2023/8/1744.三種常見的偶極⑴永久偶極:極性分子中2023/8/9755.范氏力(分子間作用力)的類型⑴取向力:極性分子中永久偶極間的相互作用力。2023/8/1755.范氏力(分子間作用力)的類型2023/8/976⑵誘導(dǎo)力:誘導(dǎo)偶極與永久偶極間的作用力。

⑶色散力:

瞬間偶極間的作用力。色散力存在于所有類型分子中,對(duì)大多數(shù)分子來說,色散力是主要的(水除外)。2023/8/176⑵誘導(dǎo)力:誘導(dǎo)偶極與永久偶極間的作用力。2023/8/977極性分子與極性分子偶極:永久偶極、誘導(dǎo)偶極、瞬間偶極作用力:取向力、誘導(dǎo)力、色散力極性分子與非極性分子偶極:誘導(dǎo)偶極、瞬間偶極作用力:誘導(dǎo)力、色散力非極性分子與非極性分子瞬時(shí)偶極色散力小結(jié):分子間作用力與分子的極性2023/8/177極性分子與極性分子小結(jié):分子間作用2023/8/9786.范氏力的特點(diǎn)⑴存在于分子或原子(稀有氣體)間的一種電性作用力;⑵作用能小,約幾→幾十kJ·mol-1;⑶一般沒有方向性和飽和性;⑷作用范圍小(一般幾個(gè)pm),d增大,力速減。2023/8/1786.范氏力

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