Download miễn phí Bài giảng Liên kết trong tinh thể
Liên kết ion
Liên kết ion hình thành do sự tương tác tĩnh điện giữa
các ion trái dấu.
Trong các hợp chất ion, các ion dương và âm sắp xếp
thành một mạng lưới tinh thể vững chắc
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
LOGO 1LIÊN KẾT TRONG TINH THỂ
2
3Lực hút:
+ Ái lực hóa học
+ Lực hút tĩnh điện
+ Lực Van der Waals
Lực đẩy:
+ Dao động nhiệt
+ Lực đẩy tĩnh điện
Khi lực hút lớn hay cân bằng
với lực đẩy thì liên kết xuất hiện
4Để đạt tới trạng thái bền vững
Độ bền liên kết Elk=436kJ/mol
Chiều dài liên kết d(H2)= 74pm
5
66
Kiểu liên kết Năng lượng (kJ/mol)
Liên kết Van der Waals ~ 1.0
Liên kết Hidrogen ~ 12 - 16
Liên kết ion ~ 50 - 100
Liên kết cộng hóa trị ~ 100 -1000
7Bản chất của lk là tương tác tĩnh điện
Tương tác khuyếch tán
Tương tác cảm ứng
Tương tác định hướng
8Là loại liên kết xuất hiện giữa các phân tử
Có thể xuất hiện ở những khoảng cách tương đối lớn
Có năng lượng nhỏ E = 1 ÷2Kcal/mol
Có tính không chọn lọc và không bão hòa
Có tính cộng
Ví dụ: Mạng tinh thể He, Xe, CO2 ở thể rắn
9Liên kết giữa nguyên tử H+ với ng tử có kích thước
nhỏ độ âm điện mạnh như: F, O , N
10
Những ion dương ở nút mạng tinh thể
Các electron hóa trị tự do chuyển động hỗn loạn trong
toàn bộ tinh thể → biển electron
11
12
Liên kết CHT hình thành bằng cách góp chung electron
+ Năng lượng liên kết lớn
+ Nhiệt độ nóng chảy cao
Ví dụ: mạng tinh thể kim cương, silic
13
Liên kết ion hình thành do sự tương tác tĩnh điện giữa
các ion trái dấu.
Trong các hợp chất ion, các ion dương và âm sắp xếp
thành một mạng lưới tinh thể vững chắc
14
Không định hướng
Không bão hòa
Phân cực rất mạnh
Dẫn điện kém ở trạng thái rắn nhưng dẫn điện tốt ở
trạng thái nóng chảy hay dung dịch.
Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi khá cao
Tinh thể rắn, giòn.
Dễ tan trong các dung môi phân cực (H2O).
15
Nguyên tắc sắp xếp các ion đặc khít nhất
Mỗi ion được bao quanh số cực đại các ion
trái dấu (số phối trí).
Các ion cùng dấu ở cách xa nhau càng nhiều
càng tốt.
Quyết định kiểu cấu trúc tinh thể là
r
r
16
Kiểu lập phương tâm khối
số phối trí là 8
CsCl, CsBr, CsI
732,0
r
r
732,0
r
r411,0
Kiểu lập phương tâm diện
Số phối trí là 6
NaCl, CsF, MgO
414,0
r
r225,0
Kiểu ZnS – kiểu blende kẽm- Wutzite
Số phối trí là 4
BeO, ZnO, AgI
17
Loại liên
Kết
Nút mạng VD Cấu trúc tinh thể Tính chất đặc trưng
Ion Ion dương và
ion âm
NaCl Cấu trúc có đối xứng lập
phương, số phối trí
thường là 6 hay 8
Rắn, giòn, nhiệt độ nóng chảy
cao. Thường hòa tan trong
dung môi phân cực. Cách
điện. Dẫn điện ở trạng thái
nóng chảy.
CHT Nguyên tử Kim
cương
Lập phương Rắn, nhiệt độ nóng chảy cao,
không tan trong hầu hết dung
môi. Cách điện hay bán dẫn.
Kim loại Nguyên tử Cu Có thể có ba loại cấu
trúc
số phối trí : 8 hay 12
Rắn, nhiệt độ nóng chảy cao,
dễ dát mỏng, dễ kéo sợi, có
ánh kim.
Phân tử Phân tử hoặc
nguyên tử
khí trơ
CO2
Ne
Cấu trúc phụ thuộc vào
cấu
tạo phân tử
Mềm, nhiệt độ nóng chảy
thấp. Tan được trong dung
môi
phân cực và không phân cực.
18
MX (tinh thể ion ) →M+(khí) + X- (khí) H=UMX
Công thức Kapustinski (lk ion thuần túy)
ac
ac
MX rr
A.n.Z.Z
U
Khi lk có phần cộng hóa trị tương đối lớn thì
công thức này không còn chính xác.
19
MX (tinh thể ion ) →M+(khí) + X- (khí) H = UMX
Năng lượng mạng tinh thể U của một hợp chất ion là
năng lượng được phóng thích trong quá trình hình thành 1
mol tinh thể từ những ion riêng rẽ
Độ bền mạng tinh thể
Khả năng hòa tan
Nhiệt độ sôi
Nhiệt độ nóng chảy
20
MgO Tnc = 2852oC Mg2+ O2-
NaCl Tnc = 800oC Na+ Cl-
Tnc ~ U mà U ~ Zc Za ; U ~ 1/rc+ra
U (MgO) 4 U(NaCl) nên Tnc(MgO) 3.6 Tnc (NaCl)
21
Tinh thể NaF NaCl NaBr NaI
Uml[kcal/mol] 217 183 176 164
Nhiệt độ sôi
[0C]
1695 1441 1393 1300
Nhiệt độ
nchảy [0C]
992 800 747 662
22
Tương tác giữa một cation với các anion xung quanh:
Nếu tính cho 1 mol của chất đó:
Các số trong dấu [ ] tạo thành một dãy giới hạn, là một
hằng số, được gọi là hằng số Madelung (A) . Hằng số
Madelung đặc trưng cho mạng tinh thể của chất rắn
23
)(
.. nr
zzeANU
oo
baA 11
4
2
U : Năng lượng mạng tinh thể
A : hằng số Madelung của tinh thể
NA : hằng số Avogadro
ro : khoảng cách cân bằng giữa các ion (có thể lấy gần
đúng là tổng các bán kính ion)
o : hằng số điện môi (8,85.10-12)
n : thừa số đẩy (ví dụ với NaCl, n = 12)
24
Kiểu cấu trúc Hằng số Madelung A
CsCl 1,763
NaCl 1,748
ZnS (Wurtzit) 1,641
ZnS (sphalerit) 1,638
CaF2 (fluorit) 2,520
TiO2 rutil 2,408
25
Kiểu mạng A CN Công thức A / v
CsCl 1,763 (8,8) AB 0,882
NaCl 1,748 (6,6) AB 0,874
Sphalerit (ZnS) 1,638 (4,4) AB 0,819
Wurtzit (ZnS) 1,641 (4,4) AB 0,821
Fluorit (CaF2) 2,519 (8,4) AB2 0,840
Rutil (TiO2) 2,408 (6,3) AB2 0,803
Corindon (Al2O3) 4.172 (6,4) A2B3 0.83
Tỉ số A/ gần như không đổi trong các tinh thể ion
26
U = 287,2 (1 )(kcal/mol)
ca r r
0,345
ca
ac
r r
zz
za, zc là hóa trị của cation và anion,
ra, rc là bán kính của cation và anion,
là số các ion trong đơn vị công thức
27
Muối F- Cl- Br- I-
Li+ 1036 853 807 757
Na+ 923 787 747 704
K+ 821 715 682 649
Rb+ 785 689 660 630
Cs+ 740 659 631 604
28
OH- O2-
Na+ 900 2481
Mg2+ 3006 3791
Al3+ 5627 15916
29
chức năng lượng mạng tinh thể của NaF
Xét phản ứng tạo NaF từ đơn chất:
Na (rắn) + 1/2F2 (khí) → NaF (tinh thể)
30
Các dạng năng lượng trong chu trình cho NaF:
1. Nhiệt tạo thành NaF (nhiệt phản ứng) : ΔHf
2. Nhiệt thăng hoa Na (sublimation): S
3. Năng lượng ion hóa Na tạo cation (ionisation
energy) : IE
4. Phân ly F2 thành 2F (dissociation) : D
5. Năng lượng ion hóa F tạo anion -Ái lực electron
(electron affinity) : EA
6. Kết hợp ion pha khí tạo thành mạng tinh thể :Ui
→ ΔHf = S + IE + 1/2D + EA + Ui
31
→ ΔHf = S + IE + 1/2D + EA + Ui
→ Ui = S + IE + 1/2D + EA - ΔHf
= 108 + 496 + 78 + (-328) – (-569)
= 923 kJ/mol
Tương tự cho MgCl2:
Mg (r) + Cl2 (k) = MgCl2 (r)
→ ΔHf = S + IE1 + IE2 + D + 2EA + Ui
→ Ui = S + IE1 + IE2 + D + 2EA - ΔHf
= 151 + 737 + 1451 + 240 + 2(-350) – (-718 )
= 2597 kJ/mol
...
Tags: so sánh nhiệt độ nóng chảy MgO với Mgcl2, Tinh thể ion cứng và giòn và có nhiệt độ nóng chảy cao. Các hợp chất ion không dẫn điện ở trạng thái rắn nhưng dẫn điện khi có mặt ở dạng nóng chảy hoặc trong dung dịch nước. Mạng tinh thể ion chứa một số lượng lớn các ion và cần nhiều năng lượng để vượt qua liên kết ion nên các hợp chất ion có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao