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四大晶体微粒间作用力
晶体微粒是指晶体结构中的基本单位，它们之间的相互作用力
对于晶体的性质和行为起着至关重要的作用。
在晶体学中，我们通
常将晶体微粒间的相互作用力分为四种，离子键、共价键、金属键
和范德华力。
离子键是由正负电荷之间的静电吸引力形成的一种化学键。
在
离子晶体中，正负电荷的离子通过电荷的吸引力相互结合，形成了
稳定的晶格结构。
离子键通常在具有明显正负电荷的元素之间形成，如氯化钠晶体中的钠离子和氯离子。
共价键是由原子之间共享电子形成的一种化学键。
在共价晶体中，原子通过共享电子来形成共价键，从而形成稳定的晶格结构。
共价键通常在非金属元素之间形成，如硅晶体中的硅原子和氧原子。
金属键是由金属原子之间的电子云形成的一种化学键。
在金属
晶体中，金属原子之间的电子云可以自由流动，形成了一种特殊的
电子海结构，从而形成了稳定的晶格结构。
金属键通常在金属元素
之间形成，如铜晶体中的铜原子。
范德华力是由分子之间的瞬时诱导偶极子相互作用形成的一种
相互作用力。
在范德华力中，分子之间的瞬时诱导偶极子可以引起
相互吸引或排斥的作用，从而形成了一种相对较弱的相互作用力。
范德华力通常在非极性分子之间形成，如石英晶体中的二氧化硅分子。
这四种晶体微粒间的作用力在晶体结构和性质中起着至关重要
的作用。
它们的不同特性决定了晶体的硬度、熔点、导电性等性质，也影响着晶体的应用领域和性能表现。
因此，对于这些作用力的深
入理解和研究，对于晶体学和材料科学具有重要的理论和实际意义。
《微粒之间的相互作用力》讲义在我们所处的这个奇妙的物质世界中，微粒（原子、分子、离子等）并非孤立存在，它们之间存在着各种各样的相互作用力。
这些相互作用力决定了物质的性质和状态，从坚硬的固体到流动的液体，再到无处不在的气体，无一不是微粒间相互作用的结果。
首先，让我们来了解一下离子键。
当活泼的金属元素（如钠、钾）与活泼的非金属元素（如氯、氟）相遇时，它们之间容易发生电子的转移。
金属原子失去电子形成阳离子，非金属原子得到电子形成阴离子。
由于正负电荷之间的强烈吸引，阳离子和阴离子紧密结合，形成了离子键。
离子键的强度较大，因此由离子键构成的化合物（如氯化钠）通常具有较高的熔点和沸点，在固态时不导电，而在熔融状态或水溶液中能够导电。
与离子键不同，共价键则是原子之间通过共用电子对形成的相互作用。
例如，氢分子中的两个氢原子，它们各自提供一个电子，形成共用电子对，从而将两个氢原子结合在一起。
共价键又分为极性共价键和非极性共价键。
在极性共价键中，成键原子对共用电子对的吸引力不同，导致电子对有所偏移，使得分子呈现极性；而非极性共价键中，成键原子对共用电子对的吸引力相同，电子对不偏移，分子呈非极性。
金属键是存在于金属单质或合金中的一种特殊的相互作用力。
在金属晶体中，金属原子的部分或全部外层电子会脱离原子，形成“自由电子”，这些自由电子在整个金属晶体中自由运动，将金属原子或离子“胶合”在一起。
金属键没有方向性和饱和性，这使得金属具有良好的延展性、导电性和导热性。
除了上述三种主要的化学键，微粒之间还存在着分子间作用力。
分子间作用力包括范德华力和氢键。
范德华力普遍存在于分子之间，其强度相对较弱。
一般来说，随着分子相对质量的增大，范德华力也会增大，物质的熔沸点也会相应升高。
氢键则是一种特殊的分子间作用力，它比范德华力要强一些。
当氢原子与电负性大、半径小的原子（如氮、氧、氟）结合时，氢原子与另一个电负性大的原子之间会产生一种较强的相互作用，这就是氢键。
《微粒之间的相互作用力》讲义在我们周围的世界中，物质以各种各样的形式存在着。
从宏观的巨大天体到微观的原子和分子，一切都在遵循着一定的规律运行和变化。
而要理解物质的性质和变化，就必须深入探究微粒之间的相互作用力。
一、微粒之间相互作用力的类型微粒之间的相互作用力主要包括化学键和分子间作用力两大类。
1、化学键化学键是指相邻原子之间强烈的相互作用，它使得原子结合形成分子或晶体。
化学键主要包括离子键、共价键和金属键。
（1）离子键离子键通常在金属元素和非金属元素之间形成。
当金属原子失去电子形成阳离子，非金属原子得到电子形成阴离子时，阴阳离子之间由于静电作用而形成离子键。
例如，氯化钠（NaCl）就是由钠离子（Na⁺）和氯离子（Cl⁻）通过离子键结合而成的。
离子键的特点是没有方向性和饱和性，离子化合物在固态时一般具有较高的熔点和沸点，在熔融状态或水溶液中能够导电。
（2）共价键共价键是由原子之间通过共用电子对形成的。
共价键可以分为极性共价键和非极性共价键。
在极性共价键中，电子对偏向电负性较大的原子；而在非极性共价键中，电子对在两个原子之间均匀分布。
例如，氢气（H₂）中的氢氢键是非极性共价键，而氯化氢（HCl）中的氢氯键是极性共价键。
共价键具有方向性和饱和性，形成的分子通常具有一定的空间构型。
共价化合物的熔点和沸点一般较低，在熔融状态下不导电，但部分在水溶液中可以导电。
（3）金属键金属键存在于金属晶体中，它是由金属阳离子和自由电子之间的强烈相互作用形成的。
由于自由电子的存在，金属具有良好的导电性、导热性和延展性。
2、分子间作用力分子间作用力是指分子之间存在的较弱的相互作用，主要包括范德华力和氢键。
（1）范德华力范德华力通常包括取向力、诱导力和色散力。
范德华力的大小与分子的相对分子质量、分子的极性等因素有关。
一般来说，相对分子质量越大，范德华力越大；分子的极性越大，范德华力也越大。
范德华力的作用较弱，对物质的熔点、沸点和溶解性等性质有一定的影响。
微粒之间的相互作用力拓展
一．共价键有关知识拓展
1、共价键的三个常见参数：键长、键能、键角
键长：我们把成键后，参与成键的两个原子的核间距离定义为键长。
键能：是指1.01*105Pa 和 25℃下（常温常压下），将1 mol 理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B 所需要的能量（单位 kJ·mol-1）。
键能越大，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定。
2、共价键形成的本质：当成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子，两原子核间的电子密度增加，体系能量降低。
共价键的具有性和性。
3、共价键的主要类型
(1).按照共价键的成键方式分为：键（“头碰头”重叠）和键（“肩碰肩”重叠）。
(2)按照成键原子吸引电子能力的差异分为键和键
极性键：种原子之间形成的共价键，成键原子吸引电子的能力，共用电子对
发生偏移.如：—
非极性键：原子之间形成的共价键，成键原子吸引电子的能力，共用电子对不
发生偏移. 如：—
【注】成键原子电负性差值越大，键的极性
(3)还有一类特殊的共价键：配位键
配位键是一类特殊的共价键，它的共用电子对仅由成键原子中的一方提供，而另一方提供空轨道。
如：铵根离子
有人曾利用原子示踪法研究这个问题。
即用D+与氨气反应先变为铵根离子后，再用OH—和其作用，希望使其中的D+都变成HDO，结果得到的HDO中的D原子总物质的量只等于加入的D+的物质的量的1/4左右，由此证明，在D+与NH3结合成铵根离子后，其中的四根共价键彼此并无差别。
水合氢离子
二．分子间作用力与氢键
问题的提出：为什么水加热到100℃就变成水蒸气，而加热到2000℃以上时才开始分解为氧气与氢气？
1、分子间作用力
概念：分子间存在的将分子聚集在一起的作用力称为分子间作用力，又称为范德华力。
分子间作用力不是化学键。
①存在：分子间（由分子构成的物质）
由分子构成的物质：
②大小：比化学键弱得多。
一般，组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大。
2、意义：影响物质的熔沸点和溶解性等物理性质
相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。
如：沸点 F2＜Cl2＜Br2＜I2
CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4
CH4＜SiH4＜GeH4＜SnH4
但是有反常现象
2、氢键
①概念：
与电负性大的且半径比较小的原子（如：N 、O、F）相结合的氢原子和另一分子中（或分子内部）电负性大且半径比较小的原子间所产生的静电作用力氢键也不是化学键，是一种比分子间作用力稍强的静电作用，可视为一种特殊的分子间作用力。
②形成条件：
有氢原子，有半径小且吸引电子能力强的非金属元素（如：N、O、F）
③表示方法：…
如水分子间的氢键：
分子间作用力不是化学键，是一种存在于分子之间的较弱的相互作用。
对于由分子构成的物质来说，物质发生三态变化时，所克服的只是分子间作用力，不破坏其化学键，故不是化学变化。
而化学键相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用。
化学反应的实质：旧化学键的断裂和新化学键的形成。
三．不同类型的晶体
1晶体的分类
2离子晶体：阴：阳离子键通过离子键形成的化合物。
构成晶体的微粒是，微粒间的作用力是：。
3分子晶体：分子间通过分子间作用力形成的晶体。
①构成分子晶体的微粒是：，②微粒间的作用力是：，有单个分子存在，化学式就是分子式
③物理性质：分子晶体熔点较低，硬度较小。
导电性：液态不导电；电解质在水溶液中能导电或与水反应生成的电解质的水溶液能导电
4原子晶体：原子之间通过共价键形成的空间网状结构的晶体。
构成原子晶体的微粒是：；微粒键的作用力是：；
中学阶段明确要求掌握的原子晶体有：
5金属晶体
SiO2的晶体结构：最小环上有个原子，即有 O原子，个Si原子。
每个Si 原子周围结合个O原子，每个O原子周围结合个Si原子，Si原子和O原子以形成立体网状结构的晶体。
【练习】1 mol金刚石中 mol C—C；1 mol 晶体Si中 mol Si—Si
1 mol 晶体SiO２中 mol Si—O；1 mol 石墨中 mol C—C。
原子晶体也不存在单个的分子，我们也只能用化学式表明其组成。
原子晶体具有很大的硬度和很高的熔沸点。
熔化原子晶体需要破坏共价键
比较金刚石，碳化硅，晶体硅三者的熔点与硬度
4、分子晶体
①分子间通过分子间作用力形成的晶体。
②构成分子晶体的微粒是：，微粒间的作用力是：，有单个分子存在，化学式就是分子式
②分子晶体所含种类：
③物理性质：分子晶体熔点较低，硬度较小。
溶解性：
导电性：
【注意】：使分子晶体熔化需要破坏分子间作用力，在这个过程中共价键没有被破坏，比如由冰变成水，由水变成水蒸气，在这些过程中水分子中的共价键还是完好无损的。
再如，由HCl气体变为液态HCl，破坏了分子间作用力。
但是需要引起重视的是，HCl溶于水则破坏了共价键。
这是因为HCl气体溶于水，在水分子的作用下发生了电离，形成了自由移动的离子，因而共价键被破坏了。
⑤干冰及其中二氧化碳分子的排列方式（书本p22页）
5、金属晶体
①金属阳离子与自由电子通过金属键构成的。
金属具有较低的电离能，其价电子容易电离，且轨道数目大于价电子数，故具有空轨道。
金属的价电子可在晶体中自由移动，不专属与某个金属离子而为整个金属晶体所共有。
价电子运动于所有金属阳离子之间，形成电子海，而电子海中的电子与金属阳离子之间作用即为金属键。
由于价电子不会固定在特定的金属阳离子周围，所以当金属两端外接直流电时，金属内自由电子就会以固定的方向移动而造成导电现象。
或是在金属局部受热时，自由电子便可经自由碰撞，而将热能传递至金属的每一部位。
因此，金属通常是电或热的良导体。
金属键无方向性，无固定的键能，金属键的强弱和自由电子的多少有关，也和离子半径、电子层结构等其他许多因素有关，很复杂。
②金属的不同分类
按密度分类可以分为重金属和轻金属。
以4.5g·cm-1为界
按是否常见分为常见金属和稀有金属
按冶金工业的分类，可以分为黑色金属（铁，铬，锰）和有色金属（除去以上三种金属）
③金属的性质
导电，导热和延展性但不同的金属在密度，硬度，熔点等方面差异较大。
目前的研究发现：地壳中含量最高的金属；导电性最好的金属；熔点最高的金属；熔点最低的金属
为改善金属的性能，通常制成合金。
所谓合金是指两种或者两种以上的金属（或金属跟非金属）融合而成的具有金属特性的物质。
合金比它的成分金属具有更多优良的物理，化学或机械性能；多数合金的熔点比它的各组分的熔点低。
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九．掌握常见物质熔沸点比较规律
注意：要判断物质的熔沸点首先要区分物质所属晶体的类别。
（1）不同类晶体：一般情况下，原子晶体>离子晶体>分子晶体
金属晶体熔点相差较大
（2）常温常压下状态
①熔点：固态物质>液态物质
②沸点：液态物质>气态物质
（3）同种类型晶体：构成晶体质点间的作用大，则熔沸点高，反之则小。
①离子晶体：结构相似的的离子化合物，离子半径越小，所带电荷数越多，则晶体的晶格能越大，离子键越强，起熔沸点越高
②原子晶体：结构相似的原子晶体，键长越小、键能越大，则熔沸点越高。
③分子晶体：对于组成和结构相似的分子（如卤素单质、烷烃的同系物等）相对分子质量越大，范德华力越大，物质熔沸点越高。
若分子间存在氢键则分子的熔沸点会反常
有机物中烷烃的熔沸点随碳原子数的增大而升高。
同分异构体的概念
根据碳有四个键的规律试写出C2H6 C3H8 C4H10的结构
对于碳原子数相同的烷烃，支链越多沸点越。
