第六章 分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu).ppt

1、第六章 分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu) (Molecular Structure and Crystal Structure),根據(jù)原子之間結(jié)合方式的不同，可以把物質(zhì)分為這么幾類：,稀有氣體：?jiǎn)卧臃肿?分子晶體（分子間力）,所以，除稀有氣體外，自然界中的物質(zhì)都是由原子通過化學(xué)鍵結(jié)合成分子或者直接結(jié)合成晶體而形成的。原子結(jié)構(gòu)決定了物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，分子和晶體的結(jié)構(gòu)則決定了物質(zhì)的物理性質(zhì)。這一章，我們就介紹分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)的有關(guān)知識(shí)。,在分子結(jié)構(gòu)中，我們主要介紹分子內(nèi)部共價(jià)鍵的形成、分子空間構(gòu)型、分子間相互作用力三部分內(nèi)容。,6.1 共價(jià)鍵(Covalent bond),共價(jià)鍵指的是兩個(gè)相同原子或電負(fù)性相差

2、不大的原子之間的成鍵方式。共價(jià)鍵的概念最早是1916年路易斯提出來的，他認(rèn)為共價(jià)鍵是兩個(gè)原子之間通過共用電子對(duì)結(jié)合的成鍵方式。1927年，德國(guó)化學(xué)家海特勒和倫敦把量子力學(xué)理論引入分子結(jié)構(gòu)中，經(jīng)發(fā)展形成了兩種共價(jià)鍵理論：,一、價(jià)鍵理論(Valence bond theory),（一）共價(jià)鍵的形成,（ 共價(jià)鍵的本質(zhì)） 所以價(jià)鍵理論認(rèn)為：所謂共價(jià)鍵，是原子間由于成鍵電子的原子軌道相互重疊而形成的化學(xué)鍵。,（二）價(jià)鍵理論的要點(diǎn),1.電子配對(duì)成鍵：自旋方向相反的單電子配對(duì)成鍵,2.原子軌道重疊成鍵：形成共價(jià)鍵時(shí)，成鍵電子的原 子軌道重疊越多，電子在兩核間出現(xiàn)的幾率密度越大，成鍵越穩(wěn)定。所以，共價(jià)鍵的形成

3、在可能范圍內(nèi)總是沿著原子軌道重疊最大的方向重疊成鍵，這就是最大重疊原理。（ 最大重疊原則）,3.能量最低原理：電子配對(duì)后放出能量，使體系能量降低。,（三）共價(jià)鍵的特征：飽和性和方向性,1. 飽和性：一個(gè)原子的一個(gè)未成對(duì)電子，只能與另一個(gè)原子的自旋方向相反的單電子配對(duì)成鍵，不能再與其它電子配對(duì)成鍵。所以，一個(gè)原子有幾個(gè)未成對(duì)電子，一般就只能形成幾個(gè)共價(jià)鍵，如：HCl、 、NN。,2. 方向性：因?yàn)檐壍乐丿B時(shí)，是沿軌道伸展的方向重疊（遵循最大重疊原理），所以共價(jià)鍵是有方向性的。（與離子鍵不同）,二、共價(jià)鍵的類型(Types of covalent bond),共價(jià)鍵按原子軌道的重疊方式不同可分為：

4、 鍵和鍵兩種。,（一）鍵：成鍵原子軌道沿鍵軸方向以“頭碰頭”的方式重疊成鍵。如果兩個(gè)原子是以單鍵結(jié)合的，都是鍵。,（二）鍵：成鍵原子軌道沿鍵軸方向以“肩并肩”的方式重疊成鍵。,（ 共價(jià)鍵的鍵型） 如果兩個(gè)原子之間形成雙鍵或叁鍵，那么其中有一個(gè)是鍵，其它的都是鍵。,共價(jià)鍵還可以按鍵有沒有極性，分為極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵。,（ 鍵的極性）,非極性共價(jià)鍵：同種原子之間形成的共價(jià)鍵。因?yàn)樵与娯?fù)性相同，對(duì)共用電子對(duì)的吸引力相同，共用電子對(duì)均勻分布在兩原子之間，這樣的鍵稱為非極性共價(jià)鍵（簡(jiǎn)稱非極性鍵）。如：H2、O2、N2、金剛石、純硅等。 極性共價(jià)鍵：不同原子之間形成的共價(jià)鍵。原子電負(fù)性不同，共用電

5、子對(duì)會(huì)偏向電負(fù)性較大的一方，在鍵的兩端出現(xiàn)正負(fù)極，這樣的鍵叫極性鍵。如：HCl（HCl 鍵）、NH3（NH鍵）等。,有一些物理量專門用來描述化學(xué)鍵的性質(zhì)，叫做鍵參數(shù)。,三、鍵參數(shù)(Bond parameters),（一）鍵能(Bond energy): （ 鍵能） ：衡量化學(xué)鍵強(qiáng)弱的物理量。 指氣體分子每斷裂單位物質(zhì)的量的某鍵時(shí)的焓變。,很明顯，鍵能越大，說明鍵越牢固。,（二）鍵角(Bond angle)： （ 鍵角） ：分子中相鄰的兩個(gè)化學(xué)鍵之間的夾角。,如: H2O中兩個(gè)OH 鍵的夾角約為104.5，為V型結(jié)構(gòu)：,NH3中每?jī)蓚€(gè)NH 鍵夾角為107018，分子為三角錐型：,鍵角是反映分子空

6、間構(gòu)型的一個(gè)重要參數(shù)。,顯然，雙原子分子中不存在鍵角，分子都是直線型結(jié)構(gòu)。,價(jià)鍵理論的局限性：,如：H2O，若按VB法的解釋：8O： 1s22s22p4,兩個(gè)OH 鍵的夾角應(yīng)該是900，但事實(shí)上OH 鍵鍵角卻是104.50。,再如：CH4， 6C：1s22s22p2，按照價(jià)鍵理論，只能形 成兩個(gè)共價(jià)鍵，鍵角應(yīng)該是900，但事實(shí)上，C 與 4 個(gè)H形成4 個(gè)CH 鍵，而且鍵角是：109028。,為了解釋多原子分子的形成和空間構(gòu)型，鮑林在價(jià)鍵理論的基礎(chǔ)上提出了“雜化軌道”理論，成為價(jià)鍵理論的重要補(bǔ)充和發(fā)展。,6.2 雜化軌道理論（Hybrid orbital theory）,一、雜化與雜化軌道(H

7、ybridization and hybridization orbitals),1.定義：原子在相互結(jié)合形成分子的過程中，同一原子中不同類型能量相近的某些原子軌道，會(huì)發(fā)生重新組合，形成一組能量相同的新軌道，這個(gè)過程稱為原子軌道的“雜化”，形成的新軌道就是“雜化軌道”。,2.要點(diǎn)：,（1）雜化發(fā)生在同一原子中能量相近的原子軌道之間。,（2）雜化前后軌道數(shù)目不變，有幾個(gè)原子軌道發(fā)生雜化，就會(huì)產(chǎn)生幾個(gè)雜化軌道。,（3）形成的雜化軌道之間滿足最小排斥原理，就是說，雜化軌道之間的夾角從空間構(gòu)型來說，應(yīng)達(dá)到最大，這樣成鍵后，成鍵電子之間的斥力才最小，體系比較穩(wěn)定。,(4) 雜化時(shí)，成對(duì)電子可以被激發(fā)到空

8、軌道上變成單電子。,根據(jù)參加雜化的原子軌道的類型，可將雜化分為：s-p、d-s-p和s-p-d型雜化。 后兩種雜化我們將在下一章介紹，這一章我們主要介紹s-p型雜化。,二、雜化類型與分子空間構(gòu)型,（一）sp型等性雜化及分子的空間構(gòu)型,(Equivalent hybrid orbital and unequivalent hybrid orbital ),1.sp雜化：BeCl2 直線型，鍵角：1800,（ sp雜化軌道）,2. sp2 雜化：BF3 平面三角形，鍵角1200,（ sp2雜化軌道）,3.sp3雜化： CH4 四面體構(gòu)型，鍵角：109018,（ sp3雜化軌道）,（二）sp型不等性

9、雜化及分子的空間構(gòu)型,在sp型等性雜化中，參加雜化的原子軌道都是含有單電子的原子軌道，如果參加雜化的原子軌道含有成對(duì)電子，這樣的雜化為不等性雜化，形成的雜化軌道為不等性雜化軌道。 最典型的不等性雜化的例子：NH3和H2O （ 等性雜化和不等性雜化）,總結(jié),分子內(nèi)部的原子之間，是通過共價(jià)鍵結(jié)合在一起的,而分子之間，是通過分子間作用力相互結(jié)合的。這種作用力比化學(xué)鍵要弱得多，一般只有幾個(gè)-幾十個(gè)kJmol1。分子間力雖然較弱，但它對(duì)分子晶體的物理性質(zhì)：如熔沸點(diǎn)、溶解度、表面張力、粘度等，起著決定性的作用。,6.4 分子間力與氫鍵 (Van der Waals forces and hydrogen

10、bond),分子間力最早由范德華提出，所以也叫范德華力。分子間力從本質(zhì)上說屬于靜電引力作用，這種作用的產(chǎn)生與分子的極性和變形性有關(guān)。,一、分子的極性和變形性,（一）分子的極性和偶極距(Dipole moments),極性分子和非極性分子（ 分子的極性）,分子極性的大小可以用偶極矩來衡量：分子中正（負(fù)）電荷電量與正、負(fù)電荷中心間距的乘積。值可以通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定。,（二）分子的變形性,當(dāng)分子處在外加電場(chǎng)中時(shí)，會(huì)因電場(chǎng)作用發(fā)生變形。,非極性分子本身沒有極性，正、負(fù)電荷中心是重合的，但在外加電場(chǎng)作用下，電子云和原子核會(huì)發(fā)生相對(duì)位移，分子發(fā)生變形，正、負(fù)電荷中心不再重合，產(chǎn)生偶極誘導(dǎo)偶極(Induction

11、 dipole)。這個(gè)過程叫做分子的極化；分子受極化發(fā)生變形的性質(zhì)，叫做分子的變形性。有的分子容易被極化，變形性大；有的則相反。分子的變形性大小跟分子的體積、分子量有關(guān)。,極性分子本身就存在固有偶極(Permanent dipole)，當(dāng)處在外加電場(chǎng)中時(shí)，固有偶極就會(huì)順著電場(chǎng)的方向定向排列（正極朝向電場(chǎng)的負(fù)極，負(fù)極朝向電場(chǎng)的正極）。這個(gè)過程叫做取向(Orientation)。同時(shí)，正、負(fù)電荷的中心距離增大，分子發(fā)生變形，在固有偶極的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，也發(fā)生了極化。,二、分子間力(Intermolecular forces),不同類型的分子之間，產(chǎn)生的分子間力的類型也不同。,（一）非極性分子

12、和非極性分子之間： 瞬時(shí)偶極瞬時(shí)偶極 色散力 (Instantaneous dipole) (Dispersion force) （ 分子間的作用力 色散力）,非極性分子的物質(zhì)正是由于色散力的作用才有可能凝聚為液體和固體。如H2、O2、N2等氣體在低溫下會(huì)被液化甚至固化，靠的就是色散力的作用。,（二）非極性分子和極性分子之間： 誘導(dǎo)偶極固有偶極 誘導(dǎo)力 (Induction force),極性分子與非極性分子相互接近時(shí)，極性分子本身存在固有偶極，相當(dāng)于給非極性分子加了一個(gè)電場(chǎng)，使非極性分子發(fā)生極化變形，產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極。誘導(dǎo)偶極與固有偶極之間產(chǎn)生的相互吸引力，稱為誘導(dǎo)力。 （ 誘導(dǎo)力）,當(dāng)然，不管

13、極性分子還是非極性分子，都存在瞬時(shí)偶極，所以二者之間也有色散力的作用。因此，極性分子與非極性分子之間的作用力有兩種：色散力和誘導(dǎo)力。,（三）極性分子和極性分子之間： 固有偶極固有偶極 取向力 (Orientation force),極性分子本身有固有偶極，相互靠近時(shí)，固有偶極會(huì)發(fā)生取向作用，采取異極相鄰的定向排列，產(chǎn)生相互吸引，這種由于固有偶極的取向而產(chǎn)生的作用力稱為取向力。 （ 取向力）,同時(shí)，極性分子之間因相互極化產(chǎn)生誘導(dǎo)力，還有瞬時(shí)偶極產(chǎn)生的色散力。所以極性分子之間的作用力有三種：取向力、誘導(dǎo)力和色散力。,一般來說，除了極性很大而且分子間有氫鍵的分子之外，在大多數(shù)分子中，色散力是分子間主

14、要的作用力，其次是取向力，而誘導(dǎo)力通常都很小。,色散力 取向力 誘導(dǎo)力,（一）對(duì)熔沸點(diǎn)的影響：分子間力越大，熔沸點(diǎn)越高。,1. 一般來說，結(jié)構(gòu)相似的同系列物質(zhì)，分子量越大，分子變形性越大，分子間力越強(qiáng)。,熔沸點(diǎn)升高,2. 分子量相近而體積較大的分子，變形性大，分子間 力強(qiáng)，熔沸點(diǎn)較高。,三、分子間力對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響,3. 液態(tài)物質(zhì)，分子間力越大，汽化熱越大，沸點(diǎn)也就 越高；固態(tài)物質(zhì)，分子間力越大，熔化熱越大，熔 點(diǎn)也就越高。,（二）對(duì)溶解度的影響,一般極性分子之間存在比較強(qiáng)的取向力，可以互溶；非極性分子之間色散力較大，也可以互溶；而極性分子和非極性分子之間的互溶性較差。這就是極性相似相溶原

15、理： Br2、I2CCl4（非極性）、HClH2O（極性） CCl4H2O。,另外，結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)一般也具有相同的極性，可以互溶，如：乙醇和水（均含有羥基）；煤油易溶于高級(jí)醇（丁醇以上）（都含有烷基），但不溶于水。,四、氫鍵(Hydrogen bond)（ 氫鍵）,從分子間力的大小來考慮，H2O、HF、NH3的熔沸點(diǎn)應(yīng)該是同族氫化物中最低的，但實(shí)際恰恰相反，它們的熔沸點(diǎn)反而最高，原因就是這些分子之間存在著氫鍵。,（一）氫鍵的形成,條件：H 原子與電負(fù)性大而半徑小的原子如：N、O、 F 形成共價(jià)化合物時(shí)，分子間會(huì)產(chǎn)生氫鍵。（NH3、H2O、HF）,（ 氫鍵的形成）,有些分子間除了普通的分子間力之

16、外還有一種特殊的作用力氫鍵。,（二）氫鍵的特點(diǎn)：（ 氫鍵的特點(diǎn)）,1.方向性（有方向性的分子間力）,2.飽和性,（三）氫鍵對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響,氫鍵的強(qiáng)度比化學(xué)鍵小，但比普通的分子間力要大，它對(duì)物質(zhì)的物理性質(zhì)有很大的影響。,3.氫鍵的強(qiáng)弱與元素電負(fù)性有關(guān),1.對(duì)熔沸點(diǎn)的影響,分子間若存在氫鍵，會(huì)使相互作用力增強(qiáng)，使物質(zhì)熔沸點(diǎn)升高。象剛才的NH3、H2O、HF就是因?yàn)榉肿娱g存在氫鍵，才會(huì)產(chǎn)生特殊的高熔點(diǎn)、高沸點(diǎn)。,2.對(duì)溶解度的影響,溶質(zhì)分子和溶劑分子之間存在著氫鍵，溶解度就會(huì)大大增加。,NH3H2O （噴泉實(shí)驗(yàn)）,3.對(duì)粘度的影響,分子之間存在著氫鍵，粘度就會(huì)大大增加。比如：甘油、濃硫酸等多羥

17、基的化合物，由于眾多氫鍵的形成，大部分為粘稠狀液體。,有若干個(gè)簡(jiǎn)單分子聯(lián)成復(fù)雜分子而又不會(huì)改變?cè)镔|(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的現(xiàn)象。如：(HF )n；(H2O)n,4.分子締合：,氫鍵通常是物質(zhì)在液態(tài)時(shí)形成的，但形成后有時(shí)也能繼續(xù)存在于某些晶態(tài)甚至氣態(tài)物質(zhì)之中。如：氣、液、固態(tài)的HF中都有氫鍵存在。,氫鍵的應(yīng)用舉例, 6.5 晶體結(jié)構(gòu)(Crystal Structure),一、晶體的特性和內(nèi)部結(jié)構(gòu),（一）晶體的特性,1.具有一定的幾何外形,構(gòu)成晶體的微觀粒子在空間排列是有一定規(guī)律的，所以晶體一般都有一定的幾何外形。NaCl：立方體；石英：六角柱形；明礬：八面體。（晶體）,2.具有各向異性,晶體中各個(gè)方向排列

18、的質(zhì)點(diǎn)的距離不同，所以許多物理性質(zhì)在晶體的不同方向的表現(xiàn)也有差異。,固體,3.具有固定的熔點(diǎn),晶體加熱到某一溫度開始熔化，熔化過程中，溫度保持恒定，直到全部熔化，溫度才繼續(xù)上升。晶體熔化時(shí)的恒定溫度，就是晶體的熔點(diǎn)。在熔點(diǎn)溫度下，晶體吸收的熱量全部用來破壞晶體的晶格。而玻璃、石蠟加熱時(shí)，由固體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w是一個(gè)連續(xù)升溫的過程，慢慢變軟，沒有固定的熔點(diǎn)。,晶體的這些特性都是因?yàn)? 晶體中質(zhì)點(diǎn)的排列是有一定規(guī)則的。,（二）晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu),1.晶格(Crystal lattice)：如果把構(gòu)成晶體的微粒（原子、離子或分子）看成是幾何學(xué)上的點(diǎn)，這些晶體中的質(zhì)點(diǎn)按一定的規(guī)則組成的幾何圖形就叫作晶格（或點(diǎn)陣

19、）。每個(gè)點(diǎn)在晶格中的位置叫做晶格的結(jié)點(diǎn)。根據(jù)晶格的結(jié)構(gòu)，可以把晶體分為七大晶系，共十四種晶格類型。其中最簡(jiǎn)單、最常見的是立方晶格。立方晶格又分為：簡(jiǎn)單立方晶格、面心立方晶格和體心立方晶格三種。（ 離子型晶體的類型）,2. 晶胞(Unit cell)：在晶體中具有代表性的最小結(jié)構(gòu)單位稱為晶胞。晶胞在三維空間周期性地重復(fù)排列起來，就構(gòu)成了宏觀的晶體。,晶體的性質(zhì)，除了跟它的晶格類型有關(guān)外，還決定于晶格結(jié)點(diǎn)上質(zhì)點(diǎn)的種類以及質(zhì)點(diǎn)間的作用力。根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的種類可以把晶體分為四種類型：,二、離子鍵與離子晶體(Ionic bond and ionic crystals),離子晶體的晶格結(jié)點(diǎn)上是離子，離子間通過離

20、子鍵結(jié)合在一起。,（一）離子鍵：正、負(fù)離子之間靠靜電引力作用形成的化學(xué)鍵。一般電負(fù)性差別較大的原子相互結(jié)合，形成的都是離子鍵。如：A、A和鹵素（A）、氧族元素（A）相結(jié)合，生成的多是離子化合物。,特性：沒有方向性和飽和性。,離子鍵理論,影響離子鍵強(qiáng)弱的影響因素：,1.離子的電荷(Charge) 正、負(fù)電荷間的引力：, 電荷越高，引力越大，離子鍵越強(qiáng)。 KCl CaO,2.離子的半徑(Radius),離子半徑越大，引力越小，離子鍵越弱。NaCl NaI,3.離子的外層電子構(gòu)型(Electronic configuration),不同構(gòu)型的離子，會(huì)使離子產(chǎn)生不同的極化作用，使離子鍵鍵型發(fā)生不同程度

21、的改變。這一性質(zhì)我們?cè)跓o機(jī)化合物中詳細(xì)討論。,離子的外層電子構(gòu)型 一般單原子負(fù)離子的外層電子構(gòu)型與稀有氣體相同，均為穩(wěn)定的八電子構(gòu)型。但單原子正離子的外層電子構(gòu)型較復(fù)雜，有如下類型： (1) 無電子構(gòu)型，如1H+:1s0；(2) 2電子構(gòu)型，如3Li+:1s2 (3) 8電子構(gòu)型，如11Na+:2s2 2p6 (4) 917電子構(gòu)型，如26Fe3+:3s2 3p6 3d5 (5) 18電子構(gòu)型，如30Zn2+:3s2 3p6 3d10 (6) 18+2電子構(gòu)型，如50Sn2+:4s2 4p6 4d10 5s2,（二）離子晶體的特征和性質(zhì)（ 離子型晶體）,1.離子晶體的結(jié)構(gòu)特征,(1)質(zhì)點(diǎn)：正、

22、負(fù)離子；作用力：離子鍵。每個(gè)離子周圍，都有一定數(shù)目的異號(hào)離子包圍。 如：NaCl：Na和Cl按一定規(guī)則在空間交替排列。,(2)正、負(fù)離子有一定的配位比： NaClNa：Cl6：6；CsClCs：Cl8：8； ZnSZn2：S24：4。,配位數(shù)的大小跟正、負(fù)離子的半徑比有關(guān)系。但不管配位數(shù)是多少，對(duì)于正、負(fù)離子電荷相同的晶體來說，其最簡(jiǎn)配位比都是1：1，只有這樣，才能保持晶體的電中性。(AB型),(3)空間結(jié)構(gòu)類型：典型的離子晶體結(jié)構(gòu)有三種：NaCl型、CsCl型、ZnS型。晶胞形狀都是正立方體形的。,NaCl型：面心立方晶格,CsCl型：體心立方晶格,2.離子晶體的性質(zhì),（1）熔沸點(diǎn)高、硬度大

23、 要改變其凝集狀態(tài)，必須破壞晶格結(jié)構(gòu)，破壞正、 負(fù)離子的離子鍵，所以需要提供很高的能量。,（2）導(dǎo)電性：晶體狀態(tài)不導(dǎo)電，但在熔融狀態(tài)和溶液中，產(chǎn)生帶電離子，是電的良導(dǎo)體。,（3）溶解性：一般都易溶于水,（4）脆性高、延展性差：一旦受到外力沖擊，離子錯(cuò)位，晶格被破壞，容易破碎。,（三）離子晶體的熱穩(wěn)定性,離子晶體的穩(wěn)定性除了可以用離子鍵的強(qiáng)弱描述外，還有一個(gè)定量的衡量標(biāo)準(zhǔn)：晶格能U(Lattice energy)。,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由相互遠(yuǎn)離的氣態(tài)正、負(fù)離子結(jié)合成1mol固態(tài)離子晶體所放出的能量。單位：kJmol1,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，拆開單位物質(zhì)的量的離子晶體使其變?yōu)闅鈶B(tài)正、負(fù)離子所需吸收的能量。單位：k

24、Jmol1,晶格能的大小實(shí)際上從另一個(gè)角度反映了離子鍵的強(qiáng)弱。離子鍵越強(qiáng)，晶格能越大，正、負(fù)離子結(jié)合越牢固，離子晶體越穩(wěn)定。,離子電荷越多，正負(fù)離子核間距越短，晶格能越大，離子鍵越牢固，反映在物性上有較高的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和硬度。,三、金屬晶體(Metallic crystals)：,（ 金屬型晶體）,1. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 質(zhì)點(diǎn)：金屬原子或金屬正離子,作用力：金屬鍵金屬原子和金屬正離子靠自由電子相互結(jié)合的作用力。,可以看作是一種特殊共價(jià)鍵：由許多原子共用許多電子，但無方向性和飽和性。每個(gè)原子在空間允許的條件下，總是與盡可能多的原子形成金屬鍵，所以金屬晶體一般都是按緊密堆積方式排列，密度較大。 自由電子模

25、型,2.性質(zhì)特點(diǎn)：,（1）有金屬光澤（多為銀白色）,（2）良好的傳熱導(dǎo)電性,（3）良好的延展性：金屬鍵無方向性，外力作用使原子位移并不破壞金屬鍵。,（4）多數(shù)有較大的硬度和較高的熔沸點(diǎn)，但堿金屬、堿土金屬例外。d電子參加成鍵，自由電子數(shù)多，金屬鍵強(qiáng)；s電子成鍵，價(jià)電子數(shù)少，且原子半徑大，對(duì)電子吸引力弱，堿金屬、堿土金屬金屬鍵弱。,四、原子晶體(Covalent crystals),1. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)原子,作用力共價(jià)鍵,原子晶體的空間構(gòu)型（晶格類型）和原子之間的配位數(shù)取決于共價(jià)鍵的方向性和飽和性。 例如：金剛石( 金剛石)，每個(gè)C原子以sp3雜化軌道與相鄰的4個(gè)C原子形成4個(gè)共價(jià)鍵（鍵）C：C

26、4：4，晶格類型：立方ZnS型。,屬于原子晶體的物質(zhì)不太多，常見的象：Si、B、SiC（金剛砂）、SiO2（石英）、BN、AlN等。注意原子晶體中也不存在單個(gè)分子，晶格結(jié)點(diǎn)上的微粒都是原子，上述這些表示僅代表其化學(xué)組成（原子的最簡(jiǎn)配位比），是化學(xué)式而不是分子式。,2. 性質(zhì)特點(diǎn)：,高熔點(diǎn)、高沸點(diǎn)、硬度大、不導(dǎo)電 SiC：3550 （熔點(diǎn)）,原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合，作用力強(qiáng)，不易破壞，所以熔沸點(diǎn)都很高，硬度也大，晶體內(nèi)沒有自由電子，也不存在離子，所以不能導(dǎo)電。,1. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)分子,作用力分子間力（氫鍵）,例：干冰（CO2分子晶體）（非極性分子型晶體）,常見分子晶體：稀有氣體，非金屬單質(zhì)及化合

27、物（X2、H2、O2、P、S、HCl、CO2等）、大部分有機(jī)物，固態(tài)時(shí)都是分子晶體。,五、分子晶體(Molecular crystals),2.性質(zhì)特點(diǎn)：分子間作用力比化學(xué)鍵要弱得多，所以分子晶體一般熔沸點(diǎn)低、硬度小、易揮發(fā)。比如：白磷熔點(diǎn)為44.1（室溫下，所有的氣態(tài)物質(zhì)、易揮發(fā)的液體，易熔化和易升華的固體，在一定條件下都可形成分子晶體）；干冰易揮發(fā)，可作制冷劑；樟腦球：萘。,通常不導(dǎo)電，但有些極性分子溶于水后，解離成離子，水溶液可以導(dǎo)電。如HCl溶于水：,除了這四種晶體外，還有一類特殊的晶體 混合型晶體。,六、混合型晶體(Mixed crystals),構(gòu)成晶體的質(zhì)點(diǎn)之間同時(shí)存在幾種不同的

28、作用力，典型例子：石墨（ 圖示）,結(jié)構(gòu)：分層，同一層中，C原子以sp2雜化軌道與相鄰的C原子形成三個(gè)共價(jià)鍵。六個(gè)C原子在同一平面上形成正六邊形的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。剩下的未進(jìn)行雜化的p軌道肩并肩重疊形成一個(gè)大鍵，鍵中的電子可以在平面層上自由移動(dòng)，類似于金屬鍵中的自由電子。而層與層之間，是以分子間力相結(jié)合（每一層相當(dāng)于由C原子構(gòu)成的一個(gè)大的巨型分子）,石墨中原子之間有三種作用力： 共價(jià)鍵、金屬鍵、分子間作用力。,性質(zhì)：由于其特殊的結(jié)構(gòu)，而具有特殊性質(zhì)，兼具原子晶體、金屬晶體、和分子晶體的性質(zhì)。,除石墨外：云母、黑磷、石棉也屬于混合型晶體。,（ 凝聚態(tài)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)晶狀固體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系小結(jié)）,熔點(diǎn)高；導(dǎo)電導(dǎo)熱性好，有金屬光澤；層間（作用力弱）容易滑動(dòng)和剝離（鉛筆芯、潤(rùn)滑劑、就是利用了它的這個(gè)特點(diǎn)）。,四、雜化后的軌道比原來的軌道成鍵能力強(qiáng)，形成的化學(xué)鍵鍵能大。雜化軌道在某些方向上的角度分布，比未雜化的p和s軌道角度分布大得多。,SP2不等性雜化,SP等性雜化,共價(jià)鍵的方向性,(離子鍵),（2）氫鍵具有飽和性,每一個(gè)XH只能與一個(gè)Y原子形成氫鍵。原因是H原子半徑比X、Y原子半徑要小得多，當(dāng)形成一個(gè)XHY后，如果再有一個(gè)極