分子结构与晶体结构
- 格式:doc
- 大小:33.00 KB
- 文档页数:6
分⼦结构与晶体结构第七章分⼦结构与晶体结构第⼀节离⼦键⼀、离⼦键的形成和特征1、离⼦键的形成电负性I1或Y1(KJ/mol)电离能很⼩的⾦属原⼦:Na 0.9 496K 0.8 419电⼦亲合能很⼤的⾮⾦属原⼦:Cl 3.0 -348.8O 3.5 -141电负性相差⼤的元素相遇,⼀失电⼦,⼀得电⼦,它们之间以静电引⼒相结合,形成离⼦键。
④:阳阴离⼦间具有静电引⼒,两原⼦的电⼦云间存在排斥⼒,两原⼦核间存在相互排斥⼒,当两原⼦接近到⼀定距离,引⼒=斥⼒,(此时整个体系能量最低),形成离⼦键。
2、离⼦键的特征①本质:阴、阳离⼦间的静电引⼒②⽆⽅向性、饱和性只要空间允许,尽可能多地吸引带相反电荷的离⼦(任何⽅向,尽可能多)。
但总体来说,有⼀定⽐例。
⼆、离⼦的特性1、离⼦的电荷离⼦化合物AmBn:A n+,B m-+n﹥+3,很少见2、离⼦的电⼦层结构简单阴离⼦的电⼦构型,⼀般与同周期希有⽓体原⼦电⼦层构型相同。
简单的阳离⼦构型:3、离⼦半径将阴阳离⼦看成是保持着⼀定距离的两个球体。
d = r+ + r-单位:pm(10-12m)规律:①同⼀元素:负离⼦半径>原⼦半径>正离⼦半径低价负离⼦半径>⾼价负离⼦半径低价正离⼦半径>⾼价正离⼦半径例:②同⼀周期从左到右,阳离⼦:正电荷数↑,半径↓阴离⼦:负电荷数↓,半径↓③同⼀主族电荷数基本相同,从上到下,半径↑(∵电⼦层增加)离⼦半径↓,离⼦间引⼒↑,离⼦键强度↑,熔、沸点↑,硬度↑第⼆节共价键理论1916年,路易斯提出共价键理论。
靠共⽤电⼦对,形成化学键,得到稳定电⼦层结构。
定义:原⼦间借⽤共⽤电⼦对结合的化学键叫作共价键。
对共价键的形成的认识,发展提出了现代价键理论和分⼦轨道理论。
⼀、价键理论(电⼦配对法)1、氢分⼦共价键的形成和本质(应⽤量⼦⼒学)当两个氢原⼦(各有⼀个⾃旋⽅向相反的电⼦)相互靠近,到⼀定距离时,会发⽣相互作⽤。
每个H原⼦核不仅吸引⾃⼰本⾝的1s电⼦还吸引另⼀个H原⼦的1s电⼦,平衡之前,引⼒>排斥⼒,到平衡距离d,能量最低:E0﹤2E,形成稳定的共价键。
化学键分子结构与晶体结构化学竞赛辅导测试题第一题:人造元素丰收年,一年间得到第114、116和118号三个新元素。
按已知的原子结构规律,118号元素应是第__ 第__族元素,它的单质在常温常压下最可能呈现的状态是__(气、液、固选一填入)态。
近日传闻俄国合成了第166号元素,若已知原子结构规律不变,该元素应是第__周期第____族元素。
第二题金属多卤化物中一般没有F离子,但少数一些含有F离子的多卤化物可以稳定存在,BaFBr就是一例。
在BaFBr晶体的四方晶胞(a=b≠c,α=β=γ=90°)中,Ba离子占据晶胞的体心附近与顶点的位置,F离子在晶体中构成一层层正方形网格,Br离子可看作构成类似F离子的网格,不同的是Br离子是ABAB型堆积的。
问:1、你认为金属多卤化物中一般没有F离子的主要原因是什么:2、在右边的框中画出BaFBr的晶胞:3、晶体中同种离子的空间环境是否均相同?是否相同____分析:4、F、Br离子的阳离子配位数分别为多少:___________________________________第三题(18分)碳化硅(SiC)俗名“金刚砂”,有类似金刚石的结构和性质。
其空间结构中碳硅原子相间排列,右图所示为碳化硅的晶胞(其中●为碳原子,○为硅原子)。
已知:碳原子半径为7.7×10-11m,硅原子半径为1.17×10-10m,SiC晶体密度为3.217g/cm3)1.SiC是晶体,碳、硅原子杂化类型都是,键角都是,三个碳原子和三个硅原子相间构成一个式(船、椅)六元环。
2.如右图所示碳化硅晶胞,从立方体对角线的视角观察,画出一维空间上碳、硅原子的分布规律(注意原子的比例大小和相对位置,至少画两个周期)3.从与对角线垂直的平面上观察一层碳原子的分布,请在二维平面是画出碳原子的分布规律(用●表示,至少画15个原子,假设片层碳原子间分别相切);计算二维空间上原子数、切点数和空隙数的比例关系再考虑该片层结构的上下各与其相邻的两个碳原子片层。
生物大分子的晶体结构分析生物大分子是指生命中的蛋白质、核酸、多糖等巨大分子,它们是细胞组成的基本单位,承担着对细胞的结构和功能的塑造和调控作用。
而了解生物大分子的结构就是了解生物分子的基本特征。
其中,生物大分子的晶体结构分析是研究生物大分子结构的一种重要方法,它具有独特的优势和应用价值,本文将对其进行深入探讨。
一、晶体学基础首先,我们需要了解晶体学的一些基础知识。
晶体学是研究晶体的科学,它通过分析晶体的结构和性质来了解物质的特性和行为。
晶体是一种具有长程有序的固态结构,其质地坚硬、透明、有角度和对称性等特征,因此被广泛应用于科学和工业。
晶体是由基本单位反复堆积而成的有序、均匀的三维空间排列结构,其构成物质的单位被称为晶胞。
晶胞的大小普遍在10^-10米到10^-6米之间,因此晶体的实际大小也是非常微小的。
晶体学家通常使用X射线衍射来解析晶体的结构,而晶体学技术则是将分析得到的X射线衍射数据转换为已知的晶体结构。
二、生物大分子晶体结构分析的科研价值和应用生物大分子晶体结构分析的科研价值和应用十分广泛。
首先,生物大分子晶体结构分析可以提供基础科学研究的重要信息。
例如,生物大分子晶体结构分析可以帮助科学家了解蛋白质、核酸和多糖等生物大分子的基本特征和结构,打开研究其生物功能和生命活动的大门。
其次,生物大分子晶体结构分析还可以为药物研发提供重要信息。
通过了解药物与靶分子的结合机制,科学家可以研发更有效的药物,从而为医学界做出更大的贡献。
三、生物大分子晶体结构分析的技术原理对生物大分子进行晶体结构分析的基本原理是利用蛋白质、核酸、多糖等生物大分子的长程有序排列结构,以X射线衍射为基础,重建出原子级的结构模型。
具体来说,生物大分子晶体结构分析主要分为以下三个步骤:第一步:晶体生长晶体生长是进行晶体结构分析的第一步,它要求我们在实验条件下为生物大分子制备出具有长程有序结构的晶体。
晶体生长直接影响到晶体结构分析的成功与否,其过程需要严格控制晶体生长条件,具体包括控制晶体生长时间、温度、pH值、离子浓度等因素。
分子结构和晶体结构
分子结构是指由原子通过共价键或离子键结合在一起形成的化学物质的结构。
在分子结构中,原子通过共享或转移电子来形成化学键,从而形成分子。
分子结构的确定涉及到原子的相对位置、连接方式以及构建分子的键角和键长等因素。
一个分子的分子结构取决于其化学成分、原子之间的相互作用以及外部条件。
有时通过实验技术如X射线衍射、核磁共振等来确定分子结构,也可以通过计算化学方法进行模拟预测。
分子结构对于化学性质的理解和预测具有重要意义。
分子结构决定了化学键的性质,从而决定了分子的稳定性、反应性以及结构对环境的相互作用。
例如,有机分子的分子结构确定了其化学反应类型和活性,从而影响了其在生物体内的作用和传递。
晶体结构是指由一系列有序排列的分子结构或离子结构组成的固体物质的结构。
晶体中的分子或离子在三维空间中按照规则的重复模式排列,形成周期性的长程有序性。
晶体结构决定了晶体的物理性质,如硬度、电导率和热传导性等。
晶体结构的确定也需要通过实验技术如X射线衍射、电子衍射等来进行。
通过实验技术,可以确定晶格常数、晶胞参数以及晶体中原子或离子的位置。
根据这些实验数据,可以推导出晶体的晶体学所属类群。
晶体结构中的分子或离子以三维网络排列,每个晶节中都包含着完全相同的分子或离子。
晶体中的键角、键长和键类型等可以通过晶体结构来推断。
晶体结构通过周期性的空间群反应着晶体的对称性。
第三章分子结构和晶体结构习题解答一、是非题1. 原子在基态时没有未成对电子,就一定不能形成共价键。
2. 由于CO2、H2O、H2S、CH4分子中都含有极性键,因此皆为极性分子。
3. 基态原子中单电子的数目等于原子可形成的最多共价键数目。
4. 由不同种元素组成的分子均为极性分子。
5. 通常所谓的原子半径,并不是指单独存在的自由原子本身的半径。
6. 按照分子轨道理论O22—, O2, O2+, O2—的键级分别为1,2,2.5 和1.5,因此它们的稳定性次序为O22—>O2>O2+>O2—。
7. 由于Fe3+的极化力大于Fe2+,所以FeCl2的熔点应低于FeCl3。
解 1.错2.错3.错4.错5.对6.错7.错二、选择题1. 在下列分子中,电偶极矩为零的非极性分子是(A)H2O (B)CCl4(C)CH3OCH3(D)NH32. 下列物质中,共价成分最大的是(A) AlF3(B) FeCl3 (C) FeCl2(D) SnCl23. 下列物质中,哪种物质的沸点最高(A) H2Se (B) H2S (C) H2Te (D) H2O4. 下列物质中,变形性最大的是(A) O2-(B) S2-(C) F-(D) Cl-5. 下列物质中,顺磁性物质是(A) O22- (B) N22- (C) B2 (D) C26. 估计下列物质中属于分子晶体的是(A) BBr3,熔点-46℃(B) KI,熔点880℃(C) Si,熔点1423℃(D) NaF,熔点995℃7. 下列晶体熔化时,只需克服色散力的是(A) Ag (B) NH3(C) SiO2(D) CO28. AgI在水中的溶解度比AgCl小,主要是由于(A) 晶格能AgCl>AgI (B) 电负性Cl>I (C) 变形性Cl-<I-(D) 极化力Cl-<I-9. 如果正离子的电子层结构类型相同,在下述情况中极化力较大的是(A) 离子的半径大、电荷多(B) 离子的半径小、电荷多(C) 离子的半径大、电荷少(D) 离子的半径小、电荷少10. 由于NaF的晶格能较大,所以可以预测它的(A) 溶解度小(B) 水解度大(C) 电离度小(D) 熔、沸点高11. 下列物质中溶解度相对大小关系正确的是(A) Cu2S>Ag2S (B) AgI>AgCl (C) Ag2S>Cu2S (D) CuCl>NaCl12. 下列化合物的离子极化作用最强的是(A) CaS (B) FeS (C) ZnS (D) Na2S13. 下列物质中熔点高低关系正确的是(A) NaCl>NaF (B) BaO>CaO (C) H2S>H2O (D) SiO2>CO214. 某物质具有较低的熔点和沸点,且又难溶于水,这种物质可能是(A) 原子晶体(B) 非极性分子型物质(C) 极性分子型物质(D) 离子晶体解 1.B 2.B 3.D 4.B 5.C 6.A 7.D 8.C 9.B 10.D 11.A 12.C 13.D 14.B三、简答题1. 由C-C键长得C原子半径为77pm,由N-N键长得N原子半径为72.5pm,结合N-Cl键长,可得Cl原子半径为102.5pm,故C-Cl键的键长为77+102.5=179.5pm。