点阵能:在0K时,1mol离子化合物中的正负离子,由相互远离的气态,结合成离子晶体时所释放出的能量。用反应式可表示为μMz+(g)+xXz-(g)一MμXx(s)+U(点阵能)点阵能U相当于该反应的内能改变量。点阵能负值越大,表示离子键越强,晶体越稳定。推导点阵能计算公式
点阵能:在0K时,1mol离子化合物中的正负离 子,由相互远离的气态,结合成离子晶 体时所释放出的能量。 用反应式可表示为 μM Z+(g)+χXZ-(g)→MμXχ(s)+U(点阵能) 点阵能U相当于该反应的内能改变量。点阵 能负值越大,表示离子键越强,晶体越稳定。 推导点阵能计算公式
从离子晶体的特点出发,可以认为离子晶体中的作用力主要是库仑力。按照库仑定律,两个电荷为(Z.)e和(Z.)e的球形离子,距离为r,库仑作用能ε.为Ec=(Z+)(Z.)e2/4TTEor当这两个离子近距离接触时,电子云将产生排斥作用,相应的排斥能r为Er=br-m式中:b和m均为常数
从离子晶体的特点出发,可以认为离子晶体 中的作用力主要是库仑力。按照库仑定律,两个 电荷为(Z+ )e和(Z- )e的球形离子,距离为r,库仑作 用能εc 为 εc =(Z+ )(Z- )e2 /4πε0 r 当这两个离子近距离接触时,电子云将产生 排斥作用,相应的排斥能εR 为 εR =br-m 式中: b和m均为常数
在晶体中,正负离子按照一定的规律排列,每个离子周围都有许多正负离子和它相互作用。以NaCI型晶体为例由NaCI晶体结构可知,当Na+和CI最近的距离为r时,每个Na+周围有6个距离为r的Cl12个距离为21/2r的Na+8个距离为31/2r的Cl6个距离为41/2r的Na+
在晶体中,正负离子按照一定的规律排列, 每个离子周围都有许多正负离子和它相互作用。 以NaCl型晶体为例: 由NaCl晶体结构可知,当Na+ 和Cl- 最近的距 离为r时,每个Na+ 周围有 6个距离为r的Cl- 12个距离为2 1/2r的Na+ 8个距离为3 1/2r的Cl- 6个距离为4 1/2r的Na+
库仑作用能e(Na+)为ε(Nat) = (Z,Z.e2/4TTEor) [6+(12/21/2)(Z,/Z.)+ 8/31/2+(6/41/2)(Z,/Z.)+ .]在NaCI型结构中,Z.IZ=-1e(Nat) = (Z,Z.e2/4TTEor)[6-12/21/2+8/31/2 - 6/41/2+..]= (Z,Z.e2/4TTEr) A
库仑作用能ε(Na+ )为 ε(Na+ ) =(Z+Z-e 2 /4πε0 r)[6+(12/21/2)(Z+ /Z- ) + 8/31/2+(6/41/2)(Z+ /Z- )+ ‥] 在NaCl型结构中,Z+ /Z-= -1 ε(Na+ ) =(Z+Z-e 2 /4πε0 r) × [6-12/21/2+8/31/2 - 6/41/2+ ‥] =(Z+Z-e 2 /4πε0 r)A
式中:A=[6-12/21/2+8/31/2-6/41/2+.]~1.7476Madelung(马德隆)常数同理,分析一个CI,其库仑作用能为E(CI)=(Z.Z.e2/4Tor)A有1moINa+和1molC组成的晶体中,Na+和Cl的数目均为NA,考虑到每个离子均计算了两次,应除以2,所以1moINaCI离子晶体的总库仑作用能为
式中: A = [6-12/21/2+8/31/2- 6/41/2+ ‥] ≈1.7476 Madelung(马德隆)常数。 同理,分析一个Cl- ,其库仑作用能为 ε(Cl- )=(Z+Z-e 2 /4πε0 r)A 有1molNa+ 和1molCl- 组成的晶体中,Na+ 和Cl- 的数目均为NA ,考虑到每个离子均计算了两次,应除 以2,所以1molNaCl离子晶体的总库仑作用能为