工程化學(xué)電子教案(2)-資料下載頁
2025-01-13 22:26本頁面
【正文】 子上已成對的兩個電子占據(jù)一個雜化軌道，剩下的三個未成對電子各占據(jù)剩下的三個雜化軌道，分別與3個 H原子的 1s軌道重疊成鍵。由于 N原子上來的孤對電子雖不參加成鍵，但它對成鍵電子對的排斥作用較大，使得 NH鍵的夾角被壓縮到 107?18?。所以 NH3分子的空間構(gòu)型為三角錐形。 與 NH3分子情況相似， H2O分子中 O原子也采用了 sp3不等性雜化，形成 4個 sp3雜化軌道，由于有兩對孤電子對占據(jù)兩個雜化軌道，故對成鍵電子對的排斥作用更大， OH鍵的夾角被壓縮到 104?45?，使 H2O分子的空間構(gòu)型為 “ V”字形。 物質(zhì)常見的聚集狀態(tài)有氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種。工程中所應(yīng)用的材料大多是固態(tài)物質(zhì)。許多固體物質(zhì)的微觀粒子處于空間（三維）有序狀態(tài)，或在空間呈周期性有規(guī)則地排列狀態(tài)，這樣的固體物質(zhì)稱為晶休。但是，也有不少固體內(nèi)部粒子在三維空間的排列是無序的，如瀝青、玻璃、石臘等，這些固態(tài)物質(zhì)稱為非晶體。 晶體的基本類型 控照晶格點在空間的位置，可分為十四種晶格。按照晶體排列的有序和無序，可分為單晶體和多晶體。但一般所說的晶體類型，是按晶格上微粒的種類及微粒間作用力的類型來分的，主要有下列四種基本類型。 （ 1） 離子晶體 離子晶體的晶格點上交替地排列著正離子和負(fù)離子，其間靠離子鍵結(jié)合起來。由于離心鍵較強(qiáng)，故離子晶體一般具有較高的熔點、沸點和較大的硬度，但延展性差、較脆。離子晶體在熔融或在水溶液中都是電的良導(dǎo)體，但在固體時，大多不導(dǎo)電 （ 2）原子晶體 晶格點上占據(jù)的質(zhì)點是原子，原子之間以共價鍵結(jié)合構(gòu)成的晶體叫做原子晶體。一般半徑較小，外層電子數(shù)較多的原子組成的單質(zhì)常屬原子晶體，主要是第 IV主族元素。此外半徑小，性質(zhì)相似的元素組成的化合物常形成原子晶體， III、 IV、 V主族元素所組成的化合物如SiC、 B4C、 SiO2等都屬于原子晶體。 （ 3）分子晶體 凡靠分子間力（有時還有氫鍵）結(jié)合而成的晶體稱為分子晶體。 大多數(shù)共價型的非金屬單質(zhì)和化合物如鹵素、氧、氫、鹵化氫、氨等在固態(tài)時均為分子晶體。 （ 4） 金屬晶體 晶格點上排列的粒子是金屬原子或金屬離子，其晶格點間力是金屬鍵的晶體叫做金屬晶體。大多數(shù)金屬元素的單質(zhì)和合金都屬于金屬晶體。 分子間作用力與表面張力 1. 色散力 在前面我們介紹非極性分子時，認(rèn)為其 ?=0，但是由于電子的運(yùn)動，瞬間電子的位置對原子核是不對稱的，也就是說正電荷重心和負(fù)電荷重心發(fā)生瞬時的不重合，從而有偶極存在，這種偶極叫做瞬間偶極。當(dāng)非極性分互靠近時，瞬間偶極之間總是處于異極相吸的狀態(tài)，這種相互作用叫做色散力。 （ 2)誘導(dǎo)力 在極性分子和非極分子之間，由于極性分子本身的固有偶極所產(chǎn)生的電場對非極性分子發(fā)生影響，使非極性分子的電子云被吸向極性分子偶極的正端，結(jié)果非極性分子的電子云與原子核發(fā)生相對位移，原來重合的正、負(fù)電荷中心發(fā)生了分離，從而產(chǎn)生了偶極，這種偶極叫誘導(dǎo)偶極，誘導(dǎo)偶極與固有偶極間的作用力叫誘導(dǎo)力。 (3)取向力 取向力發(fā)生在極性分子和極性分子之間。由于極性分子中存在固有偶極，當(dāng)兩個極性分子相互靠近時，偶極將發(fā)生相互影響，即同極相斥，異極相吸，使分子發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，在空間按一定方向有序排列，這種固有偶極之間的作用力稱為取向力。 分子間力對物質(zhì)在溶劑中的溶解度有一定的影響。其溶解性遵循 “ 相似者相溶 ” 原則，即極性溶質(zhì)易溶于極性溶劑；非極性溶質(zhì)易溶于非極性溶劑。溶質(zhì)與溶劑的極性越相近，越易互溶。 人們在實驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氫原子與電負(fù)性大的原子 X形成化合物 HX時， H原子可以吸引另一分子中電負(fù)性大的原子 Y，生成分子之間的鍵 XH… Y，這種分子間因氫原子而引起的鍵就叫氫鍵。
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