1、（Maxwell-Boltzmann）分布： 到+d之间的光强与总光强之比 g（）d应等于速度在v到v+dv之间的 原子数与总原子数之比Pvdv， 37 归一化的非均匀多普勒增宽线型函数： 为一个高斯分布函数（Gaussian function）， 常称为多普勒线型。 38 多普勒线形的半高度全线宽（FWHM）为： 线宽与跃迁频率成正比，不同跃迁波段的线宽 是不同的。 Na原子跃迁谱线（即589.0nm的钠黄线），在300K 温度下的线宽为1317MHz，比10MHz左右的自然线 宽大得多。 CO2分子在10m波段的红外跃迁谱线线宽在300K时 为56MHz，比可见光波段的谱线线宽要下降一个数
2、量 级以上. 39 在微波波段作测量时，几乎可以不考虑多普勒 增宽。在可见光或紫外光波段作测量时，光谱 的分辨率主要是由多普勒线宽所限制。 40 高斯分布线型与洛伦兹线型的差异 41 三、压力增宽(pressure broadening)碰撞增宽 碰撞展宽具有复杂性，但各种理论都有一个共 同的结论：原子碰撞结果的谱线轮廓基本上是 洛仑兹型的。 气体分子间的碰撞或固体中电子散射声子引起 辐射电磁波的相位发生变化。称为失相过程。 T2 T 弹性碰撞导致谱线的变宽： 42 若T2 64 金属键、离子键和共价 键的比较 化学键 类型 成键本质 键的方向性 和饱和性 影响键的强 弱的因素 金属键 离子键
3、 共价键 静电作用 共用电子对 电性作用 无 无 既有方向性 又有饱和性 金属元素的原子半 径和单位体积内自 由电子数目 阴、阳离子的电 荷数和核间距 键长、成键电子 数、极性 65 1N2、O2、F2与H2的反应能力依次增强，从键 能的角度应如何理解这一化学事实? 2通过上述例子，你认为键长、键能对分子的 化学性质有什么影响? 练 习 从表3-6数据可知，NH键、OH键与HF键的键 能依次増大；意味着形成这些键时放出的能量依次 增大，化学键越来越稳定。所以N2、O2、F2与H2的 反应能力依次增强。 一般情况下，分子的键长越短，键能越大， 该分子越稳定。 66 3. 化学反应可视为旧键断裂和
4、新键形成的过程。化学键的 键能是形成(或拆开)lmol化学键时释放(或吸收)的能量。已 知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的 键能(kJ/mol)：PP：198 PO：360 OO：498，则反 应P4 (白磷)+3O2P4O6的反应热H为 ( ) A一1638 kJ/mol B+1638 kJ/mol C一126k kJ/mol D+126 kJ/mol 白磷 P4O6 练 习 A 67 68 金刚石具有很高的熔 、沸点和很大的硬度。你 能结合金刚石晶体的结构 示意图解释其中的原因吗 ？ 由于金刚石晶体中所有原子都是通过共价 键结合的，而共价键的键能大，如CC 键的键能为3
5、48kJmol-1。所以金刚石晶体 熔、沸点很高，硬度很大。 69 一. 原子晶体 相邻 间通过 结合而 成的具有 结构的晶体 2、组成微粒: 3、微粒间作用力: 知识回顾 1、定义： 共价键 空间网状 原子 原子 共价键 70 4、 原子晶体的特点 、晶体中 单个分子存在；化学式只 代表 。 没 有 原子个数之比 、熔、沸点 ；硬度 ； 溶 于一般溶剂； 导电。 很 高很 大难 不 71 5、 影响原子晶体熔沸点、硬度大小的因素： 共价键的强弱 键长的大小 一般键长越小，键能越 ，原子 晶体的熔沸点越 ，硬度越 。 大 高 大 72 原子晶体 金刚石金刚石 金刚石晶胞 73 10928 共价
6、键 金刚石的晶体结构 金刚石晶胞 74 正四面体 金刚石 的晶体结构模型 最小环为六元环 在金刚石晶胞中占有 的碳原子数: 81/8+61/2+4=8 75 1在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有 个 2在金刚石晶体中每个碳原子形成 共价键 3.在金刚石晶体中最小碳环由 碳原子来组成 4.每个碳原子可形成 个六元环,每个C-C键可以 形成 个六元环。 5在金刚石晶体中碳原子个数与CC共价键个数之 比是 .在金刚石晶胞中占有的碳原子数 4个 1 2 6个 4 8个 12 小结： 76 180 10928 Si O 共价键 二氧化硅的晶体结构 77 1. 在SiOSiO 2 2 晶体中，每个
7、硅原子与 个氧原子 结合；每个氧原子与 个硅原子结合；在SiOSiO 2 2 晶体中硅原子与氧原子个数之比是 。 2. 在SiOSiO 2 2 晶体中，每个硅原子形成 个共 价键；每个氧原子形成 个共价键； 3. 在SiOSiO 2 2 晶体中，最小环为 元环。 2 1：2 4 4 2 1：4 1：2 12 4.每个十二元环中平均含有硅原子 =61/12=1/2 硅原子个数与SiSiO O 共价键个数之是 ； 氧原子个数与SiSiO O 共价键个数之比是 。 每个十二元环中平均含有SiSiO O键 =121/6=2 小结： 78 石墨的晶体结构模型 79 石墨的晶体结构 石墨晶体是层状结构，在
8、每一层内，碳原 子排成六边形，每个碳原子都与其他3个 碳原子以共价键结合，形成平面的网状结 构。在层与层之间，是以分子间作用力相 结合的。由于同一层的碳原子间以较强的 共价键结合，使石墨的熔点很高。但由于 层与层之间的分子间作用力较弱，容易滑 动，使石墨的硬度很小。像石墨这样的晶 体一般称为过渡型晶体或混合型晶体。 80 (1)层状结构,最小碳环为平面正六边形,即为六 元环(在同一平面上)。 (2)每个碳原子为3个六元环所共有,每个C-C 键为2个六元环所共有。 (3)每个六元环中平均含有碳原子 =61/3=2 每个六元环中平均含有C-C键 =61/2=3 即碳原子数:C-C键键数 =2:3
9、小结： 81 金刚石与石墨的比较 比较内容金刚石石墨 晶体形状 晶体中的成键作用 力 最小碳环和个数 碳原子成键数 每个环节键的平均 数与计算方法 每个环节原子的平 均数与计算方法 正四面体空间网 状 正六边形平面层 状 共价键共价键与范德华力 6个原子不同面 6个原子同面 4 3 61/6=161/2=3 61/12=1/261/3=2 82 仔细观察左边的示意图后，回答下列问题：金 刚石与石墨的熔点均很高，那么二者熔点 是否相同？为什么？若不相同，哪种更高 一些？ 1.5510-10m 1.4210-10m 83 教科书 P47 晶体硅（Si） 、金刚沙（SiC）都是与金刚石 相似的原子晶
10、体，请根据表3-6中数据分析其熔点、 硬度的大小与其结构之间的关系。 键长: CC SiSi 所以熔点、硬度: 金刚石SiCSi 结构相似的原子晶体，成键的原子半径越小，键 长越短，键能越大，晶体熔点越高,硬度越大。 84 原子晶体的物理特性 在原子晶体中，由于原子 间以较强的共价键相结合 ，而且形成空间立体网状 结构，所以原子晶体的 熔点和沸点高 硬度大 一般不导电 且难溶于一些常见的溶剂 85 常见的原子晶体 某些非金属单质： 金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）等 某些非金属化合物： 碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体 某些氧化物： 二氧化硅（ SiO2）晶体、Al2O3晶体
11、 86 晶体类型 离子晶体 金属晶体 原子晶体 离子键 金属键 共价键 金属阳离 子和自由 电子 原子 少数很高 或很低 NaCl、CsCl 微粒 结合力 熔沸点典型实例 三种晶体的比较 金刚石 Cu 、A l 很高 较高离子 87 解释：结构相似的原子晶体，原子半径越 小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高 金刚石硅锗 1. 怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和 锗的熔点和硬度依次下降？ 2.“具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种 说法对吗？为什么？ 88 1. 2003年美国科学杂志报道：在超高压下 ，科学家用激光器将CO2加热到1800K，成功制 得了类似石英的CO2原子晶体。下列关于CO2
12、 晶体的叙述中不正确的是( ) A. 晶体中C、O原子个数比为12 B. 该晶体的熔点、沸点高、硬度大 C. 晶体中COC键角为180 D. 晶体中C、O原子最外层都满足8电子结构 C C 练 习 89 2. 氮化硅是一种新合成的材料，它是一种超 硬、耐磨、耐高温的物质。下列各组物质熔化 时，所克服的作用力与氮化硅熔化所克服的微 粒间的作用力都相同的是 ( ) A. 硝石和金刚石 B. 晶体硅和水晶 C. 冰和干冰 D. 萘和蒽 B B 练 习 90 3. 碳化硅（SiC）具有类似金刚石的结构， 其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列 三种晶体金刚石晶体硅碳化硅中，它们 的熔点从高到低的顺序是 （ ） A. B. C. D. A A 练 习 91 4.氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高 、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在 1300反应获得。 (1)氮化硅晶体属于_晶体。 (2)已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连， 且N原子和N原子，Si原子与Si原子不直接相连，同时 每个原子都满足8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学 式_. (3)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发 生反应，可得到较高纯度的氮化硅。反应的化学方程 式为_. 原子原子 SiSi 3 3N N4 4 练 习 3SiCl3SiCl 4 4
