高中化学竞赛辅导 无机化学 8.2离子键与晶格能知识点素材-人教版高中全册化学素材

§8-2 离子键与晶 格能Ionic Bond and Lattice Energy一、离子键（Ionic Bond） 1．形成离子键的必要条件：电离能低 的活泼金属元素与电子亲合能高的活泼非金属元素 2．形成过程（The process of ionic bond formation）： 3．离子的特征（Ionic characterization）： (1) 离子电荷（ionic charge）：Al23+O32、Ca2+F2－ (2) 离子的电子构型（ionic electron configurations）： a．8 电子构型：Na+、K+、Ca2+、Mg2+，即 (n  1) p6 b．9-17 电子构型（或不规则电子构型）： Mn2+、Cr3+、Co2+等低氧化态的过渡金属离子，仍然保留(n1)dx； c．18 电子构型：Cu+、Ag+、Zn2+，保留(n  1) d10。 d． 18+2 电子构型： Pb2+、Bi3+、Sn2+，主要是第五、六周期的IIIA、IVA、VA 族的低氧化态物种，保留(n  1) d10ns2。 (3) 离子半径（ionic radii）：Pauling 的离子半径标度 a．基本思想，离子半径与有效核电荷成反比，即 b．令比例系数为 cn，它是与电子构型有关的数，则 r = cn / (Z  σ) 当正负离子电子构型相同时，cn相同，则 如 已知 NaF 的为 2.31Å，解得Å，Å二、离子晶格能（The Ionic Lattice Energy） 1．定义：在 25℃和 1atm 下，由 1mol 离子晶体变成相距无穷远的气态正、负离子所吸收的能量，称为晶格能，用符号表示。NaCl(s)Na+(g) + Cl－(g) 2．玻恩  哈伯循环（The Born-Haber cycle） (1) 利用热力学第一定律（即 Hess 定律），可以计算离子晶体的晶格能。 (2) Born-Haber 循环的设计：MX（碱金属卤化物）∴Sample Exercise：已知kJ·mol1，kJ·mol1，kJ·mol1，kJ·mol1，kJ·mol1，求 UNaCl。Solution：kJ·mol1 (3) Born-Haber 循环往往用来计算实验难以获得的热力学数据，如电子亲合能或质子化能等。 3．晶格能的理论计算（Theoretical calculation of lattice energy）：Fig. 8.6 The one-dimensional ionic crystal model设一维晶体在 O 点的一个离子所受到的静电作用能：；；；……；∴ E = ，括号中的数总是大于。这说明负离子放在一维晶体中释放出的能量比单独离子对的键能大，所以正、负离子在晶体中比在单独离子对中更稳定。 (2) 从一维晶体模型推广到实际的三维晶体模型 以 NaCl(s)为例一个 Na+离子在 NaCl(s)中受到的静电作用能为与最邻近的 Cl－离子（6 个）： 与...