天津大學無機化學教研室編無機化學上、下冊,第三版北京：高-資料下載頁
2025-01-13 20:08本頁面
【正文】 子晶體●同一主族， s區(qū)除氫外都是金屬晶體， 0Ⅷ A族和 VIIA族都是分子晶體，其余各族從上到下由分子或原子晶體向金屬晶體變化。例，IVA， 金剛石是原子晶體；硅、鍺雖是原子晶體，已有金屬光澤；白錫和鉛是典型的金屬晶體●晶體結(jié)構(gòu)變化的規(guī)律性，決定了單質(zhì)性質(zhì)變化的規(guī)律性。特別表現(xiàn)在密度、硬度、熔點和沸點等物理性質(zhì)方面Date 23IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 0VIIIAH2分子 H2分子He分子Li金屬Be近于金屬B原子C金剛石： 原子石墨：層狀結(jié)構(gòu)C60： 分子N2分子O2分子F2分子Ne分子Na金屬Mg金屬Al金屬Si原子P白磷 (P4)： 分子黑磷 (Px)： 層狀結(jié)構(gòu)S斜方、單斜：分子；彈性：鏈狀結(jié)構(gòu)Cl2分子Ar分子K金屬Ca金屬Ga金屬Ge原子As黃砷 (As4)： 分子灰砷 (Asx)： 層狀結(jié)構(gòu) Se紅硒：分子灰硒： 鏈狀結(jié)構(gòu)Br2分子Kr分子Rb金屬Sr金屬In金屬Sn灰錫：原子白錫：金屬Sb黃銻 (Sb4)： 分子灰銻 (Sbx)： 層狀結(jié)構(gòu)Te灰碲：鏈狀結(jié)構(gòu)I2分子Xe分子Cs金屬Ba金屬Tl金屬Pb金屬Bi近于金屬的層狀結(jié)構(gòu)Po金屬At合成元素Rn分子Date 24167。 非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì)的結(jié)構(gòu) 自學●概況—— 除稀有氣體以單原子分子存在外，其它都由多原子分子組成。越靠近非金屬與金屬交界線的元素，單質(zhì)結(jié)構(gòu)越復雜—— 稀有氣體由單原子分子組成，鹵素由以單鍵相聯(lián)的雙原子分子組成Date 25HeNeArKrXeRn H2B C N2 O2 F2Si同上金剛石結(jié)構(gòu)P4 S8 Cl2As Se8同上環(huán)結(jié)構(gòu) Se8Br2 Te螺旋 I2 At2Date 26●VIA族—— 氧 兩種同素異形體： O2和 O3。 O2有一個 σ鍵和兩個 3電子 π鍵； O3中 3個氧原子呈三角形，鍵角 ?，鍵長 。 臭氧的中心氧原子以 sp2雜化軌道與另外兩個氧的 sp2雜化軌道形成兩個 σ鍵。中心氧原子另一個 sp2雜化軌道保留一對孤對電子。 3個氧原子各有一個未參與雜化的 p軌道，它們相互平行，彼此重疊形成了三中心四電子的大 π鍵，用 表示。這種大 π鍵稱 離域 π 鍵 (成鍵的4個電子為 3個原子共有。 O2中的 3電子 π鍵是兩個原子之間的 π鍵，是定域 π鍵，也稱小 π鍵。臭氧 O3不如 O2穩(wěn)定，它在常溫下就可分解，是一個放熱過程2O3=======3O2?H?=284kJ/mol．Date 27—— 硫 ?有幾種同素異形體，最常 見 菱形硫和 單 斜硫。將 單質(zhì) 硫加熱 到 ， 菱形硫不 經(jīng) 熔化就 轉(zhuǎn)變 成 單 斜硫，冷卻， 發(fā) 生相反轉(zhuǎn)變過 程S(菱形 )S(單 斜 ) ?單質(zhì) 硫的分子式是 S8， 分子呈八元 環(huán) 狀 結(jié) 構(gòu)。每個硫以 sp2雜 化 軌 道成 鍵 ，八個硫原子彼此以 單鍵結(jié) 合呈 “王冠 ”型 結(jié) 構(gòu) ?單質(zhì)硫熱到 433K以上， S8環(huán)斷裂成鏈狀的線型分子，聚合成更長的鏈。熱到 563K以上，長硫鏈就會斷裂成較小的分子如 S S S2等，到 ，硫達沸點，在硫的蒸汽中含有 S2分子 ?熱到 503K的熔融硫倒入冷水中，糾纏在一起的長鏈硫被固定下來，成為可以拉伸的彈性硫—— 硒和硫類似，可形成 8原子環(huán)。碲形成無限螺旋長鏈Date 28●Ⅴ 族—— 氮 N2中的氮原子 sp2雜化，形成一個 σ鍵， py和 pz電子分別形成兩個相互垂直的 π鍵，組成了沿著鍵軸呈圓柱狀對稱的電子分布 —— 磷 同素異形體有多種，主要有白磷、紅磷和黑磷。白磷的分子式是 P4， 4個磷處于四面體的頂點。白磷在惰性氣體環(huán)境如氮氣中，加熱至 533K就轉(zhuǎn)變?yōu)榧t磷，紅磷的結(jié)構(gòu)還不清楚。黑磷是磷的最穩(wěn)定的同素異形體。白磷在 1200MPa下加熱可轉(zhuǎn)化為黑磷，黑磷是層狀晶體，每個磷原子以三個共價鍵與另外三個磷原子相聯(lián)—— 砷 黃砷的分子式是 As4， 灰砷是層狀晶體，它們都是每個砷原子和臨近三個砷原子間形成三個共價鍵 N：： N σπpy::2πσ鍵Date 29—— 碳 和富勒烯 (Fullerene) ?石墨 (graphite) 六方層狀結(jié)構(gòu)。 C以 sp2雜化軌道與其它碳原子結(jié)合成六方型平面結(jié)構(gòu)，另一個未參與雜化的 p軌道相互平行，形成離域大 π鍵：層與層之間以范德華力結(jié)合 ?金剛石 具有立方對稱結(jié)構(gòu)的原子晶體 ?富勒烯 碳的第三種同素異形體。 60個碳原子圍成足球式結(jié)構(gòu)。碳原子占據(jù) 60個頂點，構(gòu)成 12個五元環(huán)面和 20個六元環(huán)面，在C60中，每個碳原子和周圍三個碳原子相聯(lián)形成 3個 σ鍵，剩余的軌道和電子共同形成大 π鍵 Date 30?硼在非金屬單質(zhì)中硼具有最復雜的結(jié)構(gòu)，在單質(zhì)硼的晶體中，存在一個由 12個硼原子構(gòu)成的正 20面體基本結(jié)構(gòu)單元， 12個硼原子位于 20面體的 12個頂點。由于 20面體的連接方式不同、化學鍵不同，可以形成各種晶體類型，但都屬于原子晶體Date 31 非金屬單質(zhì)的物理性質(zhì) 由其晶體結(jié)構(gòu)決定—— 原子晶體的單質(zhì) (碳、硅、硼 )，密度、硬度、熔點、沸點都較高—— 分子晶體的單質(zhì) (鹵素、稀有氣體和 O N2)，密度、硬度、熔點和沸點都較低—— 過渡型晶體結(jié)構(gòu)的單質(zhì)，物理性質(zhì)變化較大，密度、硬度、熔點和沸點介于分子晶體于原子晶體之間04年 2月 16日 (12)Date 32
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