2.10离子化合物离子晶体结构与鲍林规则(Pauling's Rules)第一、负离子配位多面体规则围绕正离子周围形成一个负离子配位多面体,正负离子之间的距离取决于离子半径之和,正离子的配位数取决于离子半径比(a)稳定结构(b)稳定结构(c)不稳定结构
第一、负离子配位多面体规则 围绕正离子周围形成一个负离子配位多面体,正负离子之间的距离 取决于离子半径之和,正离子的配位数取决于离子半径比。 一、 离子晶体结构与鲍林规则 (Pauling’s Rules) (a)稳定结构 (b)稳定结构 (c)不稳定结构 2.10 离子化合物
正负离子半径比与配位数及负离子堆积结构的关系(p101)配位数正负离子半径比堆积结构2<0.15530.155~0.2250.2250.414460.414~0.73280.732~1.000配位数减小时,阳离12~1.0子半径将减小
正负离子半径比 配位数 堆积结构 <0.155 2 0.155~0.225 3 0.225~0.414 4 0.414~0.732 6 0.732~1.000 8 ~1.000 12 正负离子半径比与配位数及负离子堆积结构的关系(p101) 配位数减 小时, 阳离 子半径将减 小
例:已知K+和Cl的半径分别为0.133nm和0.181nm,试分析KC的晶体结构,并计算堆积系数。解:晶体结构:因为r+/r-=0.133/0.181:0.735,其值处于0.732和1.000之间,所以正离子配位数应为8,处于负离子立方体的2r++2r中心。属于CsC型结构。堆积系数计算:每个晶胞含有一个正离子和一个负离子Cl-,晶格参数α可通过如下计算得到:V3a。=2r++2r=2(0.133) +2(0.181) = 0.628 nma=0.363nm4444元(0.181)3π(rt)3元(0.133)3T(r-3333堆积系数==0.725ai(0.363)3
例:已知K +和Cl-的半径分别为0.133 nm 和0.181 nm, 试分析KCl的晶体结构,并计算堆积系数。 解:晶体结构:因为r+/ r- = 0.133/0.181 = 0.735,其值处于0.732和1.000之间,所以 正离子配位数应为8,处于负离子立方体的 中心。属于CsCl型结构。 堆积系数计算:每个晶胞含有一个正离子和 一个负离子Cl-,晶格参数a0可通过如下计 算得到: 3 3 3 3 3 3 0 4 4 4 4 ( ) ( ) (0.133) (0.181) 3 3 3 3 0.725 (0.363) r r a + − + + 堆积系数 = = = a0 = 2r + + 2r - = 2(0.133) + 2(0.181) = 0.628 nm a0 = 0.363 nm 2r ++2r -
第二、电价规则Z.2+CN.CN.X·每形成一个离子键时,正离子给出的价电子数等于负离子得到的价电子数。Z代表原子价,CN代表配位数
第二、电价规则
电价规则指出:“在一个稳定的离子晶体结构中,每一个负离子电荷数等于或近似等于相邻正离子分配给这个负离子的静电键强度的总和,其偏差<1/4价”。静电键强度S=正离子的化合价Z+/正离子配位数CN负离子电荷数 Z=S;=Z(Z;+/n;)电价规则的用途:其一,判断晶体是否稳定;其二,判断共用一个顶点的多面体的数目
电价规则指出:"在一个稳定的离子晶体结构中,每一个 负离子电荷数等于或近似等于相邻正离子分配给这个负 离子的静电键强度的总和,其偏差≤1/4价" 。 静电键强度S=正离子的化合价Z +/正离子配位数CN 负离子电荷数 Z=∑Si=∑(Zi+/ni)。 电价规则的用途:其一,判断晶体是否稳定;其二,判断 共用一个顶点的多面体的数目