结构化学第九章

荧光屏 亮度 曲线
•衍射条件： △=sin(a) × d/2=λ/2, sin(a) = λ/d, Δx = d, ΔPx = sin(a)×P= λ/d× h/ λ= h/d
不确定关系式（测不准关系式）： Δ结x论Δp：x≥h
具有波粒二象性的微观粒子 (r～h)，没有经典轨道。
•根源：微观粒子的波粒二象性
二．力学量算符方程 1． 薛定谔方程-------能量方程
2 2(r) V (r)(r) E(r) 2m Hˆ 2 2 V (r) 2m
Hˆ(r) E(r)
2 算符方程

A f x gx,

A f x af x
后者为算符 Aˆ 的本征方程；
当控制电子一个一个地射出 与电子束一次射出衍射图形一样。
（Born统计解释） 大量电子： （1）衍射强度大的地方出现的电子多 （2）衍射强度小的地方出现的电子少 单个电子： （1）衍射强度大的地方电子出现的机会多 （2）衍射强度小的地方电子出现的机会少
物质波是几率波。
五 不确定关系
1927年，海森堡提出：微观粒子在某 一时刻同一方向的坐标和动量不能同时确 定。
结构化学
主讲: 潘 秀 梅
东北师范大学化学学院
参考书：
结构化学(面向21世纪教材),高教社 2003 潘道皑等 “ 物质结构 ” 高教社 1987 江元生 “ 物质结构 ” 高教社 1999 周公度 等 “结构学习基础” 北大出版社
1995
倪行等 “物质结构学习指导 ”科学出版 社 1999
绪
论
f(x) -- 算符 Aˆ 的本征函数(本征态）；
a-- 算符 Aˆ 的本征函数f(x)的本征值。
3力学量的本征值和平均值

2 4r 2 a, r a 4
a 2
2
260 273 rS 2 184 pm rSe2 193 pm 2 2 Pauling的离子半径被广泛采用。
2. 有效离子半径 • 考虑价态、配位数、几何形状等条件对离 子半径的影响，经过修正的离子半径。 • Shannon（香农）以上千个氧化物和氟化物 的正负离子间距为基础（从F-133,O2-140pm 出发）拆分出的一套较完整的、经多次修 正的离子半径（参见表9.3.2）。 3. 离子半径的变化趋势——自学
（2）计算各个原子的价态，辨别原子的种类
• 硅酸盐中Si4+和Al3+由于核外电子数相同，配位情况相 似，互相易置换，不易区分，但通过键价计算可以辨 别。
（3）检验结构的正确性
• 若发现计算出的键价之和与原子价偏差太大，则 需考虑测定的结构是否正确，或结构中存在其它 因素，需重新审核。
（4）帮助确定晶体结构中轻原子的位置
Z Z e 2 AN m1 Z Z e 2 AN mB u B re m1 0 2 40 m 40 re re r r re Z Z e 2 AN 1 U NaCl 1 m可由晶体的压缩性因子求得， 40 re m
Z Z e A 40 r
2
A称为Madelung（马德隆）常数，收敛于1.7476。
同理， Cl
1 mol NaCl中，Cl-和Na+的数目均为N，每个离子 均计算了两次，所以，
N Z Z e2 EC Na Cl AN , ER Br m 2 40 r Z Z e2 总势能函数 u EC ER AN Br m 40 r 势能最低时，相邻Na+－Cl-间距即为平衡核间距re，

C2H 4 的构型为：
H 121o H
C = C 118 o
H
H
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§9.2 键参数
9.2.1 键级 9.2.2 键能 9.2.3 键长 9.2.4 键角 9.2.5 键矩与部分电荷
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9.2.1 键级
键级 B.O1(成键电子 反数键电子数）
2
N 2 ( 1 s ) 2 ( 1 * s ) 2 ( 2 s ) 2 ( 2 * s ) 2 ( π 2 p ) 4 ( 2 p ) 2
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第九章 分子结构
§9.1 价键理论 §9.2 键参数
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§9.1 价键理论
9.1.1 共价键的本质与特点 9.1.2 共价键的键型 9.1.3 杂化轨道
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9.1.1 共价键的本质与特点
化学键：
分子或晶体中相邻原子(或离子)之间 强烈的吸引作用。
化学键理论：
离子键理论
9.2.5 键矩与部分电荷
键矩是表示键的极性的物理量记作μ 。 μ= q ·l
式中 q 为电量，l 为核间距。μ为矢量，例如， 实验测得H－Cl
3.5 71 0 30 Cm HCl
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键参数小结： 键的强度 键级(B·O) 键能(E)
分子的空间构型
键角() 键长(l)
键的极性 ——键矩(μ)
E(H－Ｈ) =D(H－Ｈ) 多原子分子：原子化能 = 全部键能之和
Ｅatm(H2O) = 2Ｅ(O－H)
键焓与键能近似相等，实验测定中，常常得到 的是键焓数据。
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键能与标准摩尔反应焓变
2H2 (g) +

黏土矿物的基本性质 （1） 可塑性 （2） 膨胀性
（3）
（5） （7）
稠性
凝聚性 触变性
（4）
（6） （8）
分散性
黏性 离子交换性
[6]
黏土的形成
（1）
（2） （3）
风化作用
（4） 有机酸的腐蚀作用
机械侵蚀作用 （5） 蒸汽与热水的作用 化学分解作用
[7]
黏土的组成与性能 化学成分中：含SiO2 46.5% ，Ai2O3 39.5% 14% H2O
云母型
绿泥石型
2.4.5
[1] 概念 粘土：
粘土类矿物
是黏土矿物的集合体。
粘土矿物：是各种颜色、细分散的多种含水的层状硅酸盐 及含水的非晶质硅酸盐矿物的总称。
[2] 粘土矿物的分类
1980年国际分类方案为： 1：1层型 -- 高岭石--- 蛇纹石族 2：1层型 -- 滑石—叶腊石族、蒙皂石族、蛭石族、 云母族、脆云母族、绿泥石族及坡缕 石—海泡石族。（7个） [3] 黏土矿物 的基本结构 黏土矿物属于层状结构的硅酸盐矿物。
地开石及珍珠陶石：单斜晶系，化学式： Ai4[Si4O10](OH)8 具多型性。形态与高岭石基本相同，为六角板状， 或六角柱状或宝塔状。结晶度较高。差热曲线表现 为脱（OH）温度要比高岭石高100oC达700oC左右。 并具复谷性。
蒙脱石：结构属 2：1 突出特点为C轴的可变性，脱除层间 水的温度是100oC---300oC ，在差热曲线上表现为1-2个吸热谷，谷的数目和温度与交换性阳离子有关
2.4.3
化学键和结晶结构
硅氧骨干内以共价键性为主，骨干外阳离子与骨干以离子 键性为主。 结构特点：每个[SiO4]四面体以三个桥式氧与相邻的硅氧四面 体联接成层状硅氧骨干。每一层状骨干中所有的 桥式氧位于同一平面上，非桥式氧朝该平面的一 边，从而构成四面体结构层。