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金屬鍵 氫鍵 分子間作用力

金屬鍵 氫鍵 分子間作用力. 金屬鍵. 金屬鍵的形成 . 特性 金屬的能量帶理論 導體 . 半導體與絕緣體. 金屬鍵. 意義 : 合金或金屬晶體中 , 將兩個或更多的金屬原子結合在一起的一種吸引力 金屬鍵的 形成 :. 金屬鍵的 本質 : 什麼是“電子海” (electron-sea)? 金屬原子本 身於晶體中可視為陽離子 , 被自由移動的價電子所包圍 , 這些自由移動的價電子就稱為電子海. 金屬鍵. 形成條件 : 1. 低游離能及低電負度 使金屬原子之價電子容易游離而自由運動 2. 空價軌域 金屬原子能接受鄰近原子之價電子且價電子可

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Presentation Transcript

  1. 金屬鍵 氫鍵 分子間作用力

  2. 金屬鍵 金屬鍵的形成. 特性 金屬的能量帶理論 導體. 半導體與絕緣體

  3. 金屬鍵 • 意義:合金或金屬晶體中, 將兩個或更多的金屬原子結合在一起的一種吸引力 • 金屬鍵的形成: • 金屬鍵的本質:什麼是“電子海”(electron-sea)? • 金屬原子本 身於晶體中可視為陽離子, 被自由移動的價電子所包圍, 這些自由移動的價電子就稱為電子海.

  4. 金屬鍵 • 形成條件: • 1.低游離能及低電負度 • 使金屬原子之價電子容易游離而自由運動 • 2.空價軌域 • 金屬原子能接受鄰近原子之價電子且價電子可 • 任意進出任一原子

  5. 金屬鍵 • 金屬鍵的特性:無方向性 • 金屬鍵的強度: • 1.金屬鍵能為離子鍵或共價鍵的1/3 • 2.價電子數多. 原子半徑小, 鍵能越強 • 同週期:Na<Mg<Al • IA族:Li>Na>K>Rb>Cs • (IIA族堆積形式不同, 金屬鍵強度不同) • 3.金屬鍵越強, 熔點. 沸點. 莫耳汽化熱越高

  6. 元素 莫耳汽化熱 kcal/ mole 沸點℃ 元素 莫耳汽化熱 kcal/ mole 沸點℃ 元素 莫耳汽化熱 kcal/ mole 沸點℃ Li 32.2 1330 Be 50.4 2475 B 128.8 3925 Na 21.3 889 Mg 30.8 1117 Al 70.2 2450 K 18.5 757 Ca 35.8 1490 Ga 61.2 2535 Rb 16.5 701 Sr 33.2 1370 In 54.1 2050 Cs 15.8 685 Ba 36.1 1638 Ti 38.7 1467 金屬鍵 金屬元素的莫耳汽化熱及沸點

  7. 金屬鍵 • 金屬晶體的特性 • 1.有金屬光澤 • 2.有延展性 3.加入其他金屬, 硬度變大

  8. 金屬鍵 • 金屬能量帶理論 • 金屬晶體中, 因原子間的相互作用而使軌域組合形成n個價分子軌域來容納n個原子的價電子, 由於價分子軌域間的能量接近且密集, 能夠形成一個能量帶

  9. 金屬鍵 • 價帶(valance band)：價電子所佔有的能量帶。 • 傳導帶(conduction band)：未被價電子所佔有的能量帶，其能階較價帶高，只有在傳導帶的電子才可隨外加電場而移動。

  10. 金屬鍵 • 導體.半導體與絕緣體 傳導帶 Eg Eg:能帶差 價帶 金屬 Eg~0 半導體 Eg小 絕緣體 Eg大 B. P Al. Cu Si

  11. 氫鍵 氫鍵的形成 氫鍵的種類 氫鍵的特性

  12. 氫鍵 • 形成:分子中具有活性的氫原子(H連接在電負度大的原子, 如:F. O. N上)當作架橋原子, 與同一分子或另一分子中具有電負度大的一個原子鍵結起來, 此種化學鍵稱氫鍵, 以 表示 共價鍵 X 氫鍵 H 電負度大的原子 須有未共用電子對 + Y - H 分子其他部份 O H H O H H N H H O H H H

  13. 氫鍵 氫鍵兼具離子鍵、共價鍵及凡得瓦引力的部份特性 1.離子性: 氫核(正電)和未鍵結電子(負電)間之引力 2.共價性: 氫原子與另一分子十分接近, 其方向乃孤對電子之混成軌域方向, 幾近共用電子, 此性質使氫鍵具有方向性 3.凡得瓦力: 氫鍵被視為很強的偶極-偶極力 + X - H • • Y H

  14. 氫鍵 電負度: F>O>N, 故三種氫鍵強度 F-H…..F>O-H…..O>N-H…..N 氫鍵形成時可放出5-40KJ/mole的能量 強度比較 共價鍵: 氫鍵: 凡得瓦力=100:10:1

  15. 氫鍵 種類 1.分子間氫鍵：氫鍵發生在兩個分子之間 (1)同類分子間氫鍵：如H2O與H2O，HF與HF，NH3與NH3......等 (2)異類分子間氫鍵：如 H - • • O • • - + H F H

  16. 氫鍵 2.分子內氫鍵：氫鍵發生在同一分子內者。必須於分子內部，可形成氫鍵的原子處於合適的位置方能形成。通常以六邊形或五邊形的生成最適合，且儘可能在同一平面上。 <Note>分子內氫鍵通常發生在順式或鄰位中 鄰-硝基苯酚 順-丁烯二酸 鄰-苯二酚

  17. 氫鍵 判斷下列何有分子間氫鍵 (C) (A) (B) (D) (E) A.C.D

  18. 沸點(b.p.) 氫鍵 氫鍵的特性 1.氫鍵具有方向性 2.分子物質中若能形成氫鍵者，其熔點、沸點高，且具有較大的熔化熱及汽化熱

  19. 3.溶質與溶劑間易形成氫鍵者，溶解度增大（同類互溶）。如丙酮、乙醇與水均可形成氫鍵，故丙酮、乙醇易溶於水。3.溶質與溶劑間易形成氫鍵者，溶解度增大（同類互溶）。如丙酮、乙醇與水均可形成氫鍵，故丙酮、乙醇易溶於水。 4.液體分子間若有氫鍵形成，則分子間引力增大，故黏滯性較大。如甘油(丙三醇)、硫酸的黏滯性大 現在知道為什麼50ml的水+50ml的酒精 100ml了嗎?

  20. 氫鍵 氫鍵在生物體中化學的結構上的影響 蛋白質的單螺旋構造，及遺傳基因DNA的雙螺旋構造，均因氫鍵而形成。如果將蛋白質加熱或加入酒精，則氫鍵被破壞而螺旋狀規則結構性消失，不能復原。

  21. 離子鍵 共價鍵 金屬鍵 氫鍵 條件 正、負離子藉靜電引力吸引形成 二原子共用電子對形成 游離能低、空價軌域多的金屬元素，藉電子游動形成 氫原子與電負度較大之原子(F、O、N)之間形成 方向性 無 有 無 有 鍵型比較

  22. 分子間作用力 分子間作用力的種類 決定凡得瓦引力大小因素

  23. 分子間作用力 分子間作用力的存在: 物質的三相變化說明了分子間作用力的存在 物質的沸點. 黏度 .表面張力, 隨分子間作用力增加而增高 分子間作用力的種類 氫鍵 偶極-偶極力 偶極-誘導偶極力 分散力 統稱:凡得瓦力其作用力<5KJ/mole (分子間作用力非常小)

  24. 分子間作用力 偶極–偶極力 極性分子與極性分子間之吸引力 如HCl. H2O 

  25. 分子間作用力 偶極–誘導偶極力 極性分子與非極性分子間之吸引力。 極性分子能使非極性分子的電荷分布產生[瞬間極化] 如:O2. CO2溶於水中

  26. 分子間作用力 分散力 非極性分子與非極性分子間之吸引力，藉非極性分子之瞬間極化而互相吸引 *二分子極為接近時，此力方有意義* 如:鈍氣分子間之結合

  27. 分子間作用力 決定凡得瓦力大小因素(分子的大小. 形狀) 1.分子的大小 形狀相似的分子，分子愈大(或分子量大)，其所含的電子數愈多，愈容易感應鄰近分子的電荷不均勻效應，故凡得瓦引力愈大，m.p.或b.p.愈大 b.p.：He<Ne<Ar<Kr<Xe<Rn HCl<HBr<HI<HF(氫鍵) (凡得瓦引力) <Note1> 分子量相近時，極性分子沸點高於非極性分子，如：CO>N2

  28. 分子間作用力 2.分子形狀 在異構物或分子量相近的分子中，接觸面積愈大，凡得瓦引力愈大 一般而言，鏈狀或面狀分子之接觸面積 > 球狀或團狀分子之接觸面積 b.p.：正戊烷>異戊烷＞新戊烷

  29. 分子間作用力 熔點(m.p.)之決定因素 除受凡得瓦引力之影響外，同時還受到分子結構 之影響，分子形狀愈對稱者，熔點愈高 (晶體堆積緊密不易破壞) m.p.：異戊烷>正戊烷>新戊烷 順式及反式異構物中， mp:反式>順式 (因分子形狀對稱)； bp:順式>反式 (因順式極性大), 但若順式中有分子內氫鍵者, 則沸點下降 Q:比較順反-二氯乙烯的沸點及熔點 順反- 丁烯二酸的沸點及熔點 bp順>反 mp反>順 bp. mp>反順

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