2-5 离子晶体的晶格能U：
标准态，298K气态的正负离子结合成1摩尔晶体所释放的能量。（U=-△H） 通过Born-Haber循环求U：P70图2-22
Na(s) + 1/2cL2(g)-- △fHθ--Nacl(s) △fHθ=S+1/2D+I-Y-U s│ cl(g)—Y--cl(g)+Na+(g) U=-△fHθ+S+1/2D+I-Y Na(g)-----------I-------
P71 表2-9表明：离子电荷越高，荷间距越短，晶格能越大，熔点越高，硬度越大。 作业：11题
§2-3金属键与金属晶体
3-1金属键理论：
1 金属原子对其价电子的束缚较弱，部分价电子易脱离金属原子而成为自由电子，在晶格中自由运动，如同自由的价电子为许多原子共有，这样形成的键叫金属键，这个理论叫自由电子理论； 自由电子理论可解释金属许多特征：
（1） 高陪位数：因为金属键无方向性无饱和性
（2） 导电性：自由电子定向运动产生电流，金属原子或离子阻碍电子运动产生
电阻；
（3） 金属光泽：自由电子吸收可见光，然后又部分发射出来，多显银白色光泽； （4） 延展性：金属原子或离子在晶体中错位不影响金属键，故金属具有延展性。 2. 能带理论：
(1)金属晶体中所有所有原子，能级相同的价层原子轨道，分别组合成等数目的一组分子轨道,原子轨道中电子，按填充规则填入分子轨道；
(2)每组分子轨道构成一个能带。分子轨道充满电子的称满带；未充满电子的则称导带；由空的原子轨道组合成的分子轨道称空带;
(3)导带因有空轨道，电子可跃迁，所以可导电；满带中的电子不可导电; (4)导体能导电，是因为存在导带。如：Li 1S22S1图2-23中a或满带与空带能级间隔小，电子由满带易跃迁至空带。如：Be 2S2上图中b绝缘体不导电是因为满带与空带能级差大（>5ev）图2-23中d绝缘体不导电是因为满带与空带能级差适中(?3ev)图2-23中c一般情况下不导电,特殊条件（光照）下，满带电子跃迁至空带而导电。 3-2 金属晶体
1.金属晶体的特征：(1)金属晶体是电和热的优良导体； (2)金属晶体有良好的延展性；
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(3)熔点硬度差别较大；表2-10
例如：熔点w3683k Hg 234k 硬度 Cr很大 K Na很小，可切割。 2.金属晶体的紧密堆积结构
(1)体心立方晶格配位数8 原子空间占有率68% 图2-24 a K Rb Cs Li Na Cr Mn W Fe
(2)面心立方晶格配位数12 原子空间占有率74% 图2-24 c Ca Pb Ag Au Al Cu Ni
(3)六方紧堆晶格配位数12 原子空间占有率74% 图2-24 b La Mg Zr Hf Cd Ti Co
§2-4 分子间作用力与离子极化
4-1 分子的极性和偶极矩
1.非极性分子：正负电荷重心重合的分子。例 O2、N2、Cl2、CH4、BF3、CO2、BeCl2
极性分子：正负电荷重心不重合的分子。例 HCl、CO、NO、SO2、NO2、NH3、H2O
2.极性分子的偶极矩 μ=q?d q为电荷 d为偶极长：正、负电荷重心的距离。
μ的单位：1D（德拜）=3.33×10-30c.(库).m(米) 极性分子 μ≠0 非极性分子 μ=0 表2-11 分子的偶极矩 ∵ μ= q?d ∴ q =μ/d 如：μ
HCl
=1.03D dHCl=127pm 求：q = ?
解：q =μ/d = 1.03D/127pm = 1.03×3.33×10-30c.m/127×10-12 =2.7×10-20(c) 正、负电荷重心不重合的分子产生永久偶极。 3.诱导偶极和瞬间偶极
诱导偶极由于周围极性分子偶极影响，使分子中正、负电荷重心偏移产生的偶极叫诱导偶极；分子在瞬间由于电子运动使正、负电荷重心偏移产生的偶极叫瞬时偶极。
4-2 分子间作用力（范德华力）
取向力 诱导力 色散力 极性~极性 有 有 有 极性~非极性 有 有 非极性~非极性 有 讨论 P77 表2-12 4-3 离子的极化：
正负离子之间相互作用，正离子有多余的正电荷，半径又小对相邻的负离子产生诱导作用，称为离子的极化作用；负离子一般半径较大，易变形，因而产生变形性。严格地说，正负离子相互作用，都有极化和变形性，只是正离子以极化作用为主，负离子以变形性为主而已。
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1.离子的极化作用：(1)正离子的电荷越高，极化作用越强； (2)离子价电子层构型对极化作用影响：
18或18+2型(Ag+、Pb2+)>9~17型(Fe2+、Cr3+)>8型(Na+、Mg2+) (3)其它条件相同，半径小的离子极作用强。如：Mg2+>Ba2+ Al3+>Ga3+ (4)电荷高的个别阴离子也有一定极化作用。如：SO42-、PO43-等。 2.离子的变形性
(1)阳离子，除8电子构型外都比8电子型易变型。如：Ag+>K+ Hg2+>Ca2+ (2)其他条件相同，电子层越多，越易变形。如：F-
(1) 溶解度：离子极化作用越强，变形性越大，共价程度越大，分子极性越小，溶解度越低；
AgF 1.4×10-1mol?L-1 AgCl 2×10-4mol?L-1 AgBr 2.9×10-5mol?L-1 AgI 2.7×10-7mol?L-1
(2)晶格类型转变：极化作用、变形性增大，都会使键的极性减小，甚至使晶体转型，配位数减少。如：CdS r+/r-=97/184=0.53 应是NaCl型 实是ZnS型，原因：Cd2+ 18电子型，极化作用大。S2- 变型性大，相互极化，是共价性增大而转型。
(3)化合物颜色变化：离子间极化作用越强，激发态与基态能级差越小，电子激发吸收能量越少，如：卤化银中，I-变形性最大，电子激发吸收能量最少（可见光长波部分），所以显短波部分的复合色——黄色，Cl- 变形性相对较小，电子激发吸收能量多些（可见光短波部分），显长波部分的复合色——白色。 4-4 氢键：
1定义：与电负性极强的F、O、N 原子结合的氢原子与另一个F、O、N 原子之间产生的作用力。
氢键键能42KJ?mol-1以下，比化学键能小的多，比分子间力大一些。 2.氢键种类：
(1)分子间氢键：H2O、HF、NH3等 P81 图2-26 2-27 使熔沸点升高，价电常数增大。
(2)分子内氢键：P81 图2-28 邻羟基苯甲醛 使熔沸点降低，汽化热减小，并可影响溶解度。 作业：12、13、14、15、16
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第三章 化学热力学初步
教学目标：
1.掌握焓、焓变、熵、熵变、自由能、自由能变等概念； 2.掌握用自由能变化判断反应自发性以及有关热力学计算； 3.了解影响化学平衡的因素，学会有关化学平衡的计算。
重点：
1. ΔH、ΔG、ΔS的意义及有关计算； 2.用ΔG判断化学反应方向；
3.用盖斯定律，吉布斯~亥姆霍兹公式计算和解释问题。 难点：U、G、H、S 等概念及其变化。 教学方法：讲授为主，讨论为辅。 教学内容：
§3-1 引言
1-1 热力学：
研究热以及其他形式的能量之间相互转化关系的一门科学。 1-2 热力学解决化学方面的问题： 1.指定的反应在一定条件下能否发生； 2.伴随反应的能量变化是多少？ 3.平衡状态如何？原料转化率是多少？ 1-3常用的热力学术语：
1.体系：划分出来，作为研究对象的物质；环境：体系以外的部分称环境。 体系分类：
(1)敞开体系：体系与环境之间既有物质交换又有能量交换； (2)封闭体系：体系与环境之间没有物质交换只有能量交换； (3)孤立体系：体系与环境之间即无物质交换也无能量交换。
2.状态函数：描写体系的宏观性质叫状态函数。如T、P、V ??状态函数的变化只取决于体系始态与终态，与变化途径无关。例 P85 图3-1
3.体系性质分类：(1)广度性质：其数值与体系中的物质数量成正比的性质，有加合性。
(2)强度性质：其数值与体系中的物质数量无关的性质，如：T、d、Vm
§3-2 热力学第一定律和热化学
2-1 1.热力学第一定律：
自然界一切物质都具有一定的能量，能量有各种不同的形式，能够从一种形式转
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化为另一种形式，从一个物体传给另一个物体，但转化和传递过程中能量的总量不变。（学生答）
2.内能 (U)：热力学体系中能量的总和；广度性质，状态函数；
3.热量 (Q)：由于温度不同，体系与环境之间传递的能量。非状态函数；环境传给体系Q>0
4.功 (W)：除热之外，其他被传递的能量。非状态函数；环传体W>0 5.热力学第一定律数学表达式 ΔU = Q+W (3-1) 2-2 等容过程、等压过程和焓 1.等容过程：ΔU = QV (3-2)
2.等压过程： W= -P(V2 – V1) ΔU =U2-U1=Qp-P(V2-V1) ∴Qp=(U2+P2V2)-(U1+P1V1) 则 QP=H2-H1=ΔH
令：（定义）：H=U+PV 称焓 ∴ΔH=Qp (3-3) 2-3 热化学
1.热化学：讨论和计算化学反应热的学科。
2.反应热等温等压（等容）不做其它功，一个化学反应按化学计量方程式反应一摩尔时的热效应叫等压（等容）反应热。 3.热化学方程式的写法：
⑴反应热效应：ΔrH? ① r：反应 ?：标准态 105Pa(1atm) ② 298K 不注明 ③ 特殊压力、温度要注明 ④物质状态s、l、g和晶型也要注明 ⑤化学式前系数可为整数、分数，无量纲
P88 例题：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔrH?= -483.6 KJ?mol-1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔrH?= -241.8 KJ?mol-1
③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔrH?= -485.8 KJ?mol-1 ④H2O(l)= H2(g)+1/2O2(g) ΔrH?= -485.8 KJ?mol-1 分析：
4.盖斯定律:无论化学过程是一步完成或分为数步完成,这个过程的热效应相同. 例1（P89）: ΔrH?总=ΔrH?1+ΔrH?2+ΔrH?3= -285.8 KJ?mol-1 图 3-3
例2（P90）: ∵ΔrH?3=ΔrH?1+ΔrH?2 ∴ΔrH?1=ΔrH?3-ΔrH?2= -393.5 – (-283)= -110.5(KJ?mol-1)
例3（P90）: ∵③式=①式+②式 ∴ΔrH?3=ΔrH?1+ΔrH?2= -982.9(KJ?mol-1) 5.几种热化学数据
(1)标准摩尔生成热：再标准压强和指定温度（298.15K）下，由最稳定单质生成一摩尔某物质时的等压热效应。符号 ΔfH? P91 表 3-1 如：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔfH?(H2O.L)= -285.8 KJ?mol-1
最稳定单质的ΔfH?m=0 C(石墨)的ΔfH?m=0 C(金刚石)的ΔfH?m=1.9 KJ?mol-1
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