LIÊN KẾT TRONG TINH THỂ KẾ THỂ ppt

LOGO
1
LIÊN KLIÊN KẾẾT TRONG TINH THT TRONG TINH THỂỂLIÊN KLIÊN KẾẾT TRONG TINH THT TRONG TINH THỂỂ
2
3
Lực 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 hoặc cân bằng
với lực đẩy thì liên kết xuất hiện
4
Để đạt tới trạng thái bền vững
Độ bền liên kết Độ bền liên kết EE
lklk
=436kJ/mol=436kJ/mol
Chiều dài liên kết Chiều dài liên kết d(Hd(H
22
)= 74pm)= 74pm
55
6
6
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
7

Bản chất của lk là tương tác tĩnh điện
Tương tác khuyếch tán
Tương tác cảm ứng
Tương tác định hướng
8
Là 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, CO
2
ở thể rắn
9
Liên 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
1111
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
1414
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 (H
2
O).
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
r
411,0 


Kiểu lập phương tâm diện
Số phối trí là 6
NaCl, CsF, MgO
414
,0
r
r
225,0 


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 hoặc 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 hoặc bán dẫn.
Kim loại Nguyên tử Cu Có thể có ba loại cấu
trúc
số phối trí : 8 hoặc 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
CO
2
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=U
MX
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.
1919
MX (tinh thể ion ) →M
+
(khí) + X
-
(khí) H = U
MX
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 T
nc
= 2852
o
C Mg
2+
O
2-
NaCl T
nc
= 800
o
C Na
+
Cl
-
T
nc
~ U mà U ~ Z
c
Z
a ;
U ~ 1/r
c

+r
a
U (MgO)  4 U(NaCl) nên T
nc
(MgO)  3.6 T
nc
(NaCl)
21
Tinh thể NaF NaCl NaBr NaI
U
ml
[kcal/mol] 217 183 176 164
Nhiệt độ sôi
[
0
C]
1695 1441 1393 1300
Nhiệt độ
nchảy [
0
C]
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
zzeAN
U
oo
baA
1
1
4
2



U : Năng lượng mạng tinh thể
A : hằng số Madelung của tinh thể
N
A
: hằng số Avogadro
r
o
: 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
CaF
2
(fluorit) 2,520
TiO
2
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 (CaF
2
) 2,519 (8,4) AB
2
0,840
Rutil (TiO
2
) 2,408 (6,3) AB
2
0,803
Corindon (Al
2
O

3
) 4.172 (6,4) A
2
B
3
0.83
Tỉ số A/

gần như không đổi trong các tinh thể ion