2.4 离子晶体结构2.4.1鲍林结构规则2.4.2典型的离子晶体2.4.3硅酸盐
2.4 离子晶体结构 2.4.1 鲍林结构规则 2.4.2典型的离子晶体 2.4.3硅酸盐
离子晶体结构元素周期表中IA族的碱金属元素Li,Na,K,Rb,Cs和VIB的卤族元素FCl,Br,I形成典型的离子晶体化合物。以正负离子为结合单元。依靠离子键的作用结合,依靠正、负离子间的库仑作用。形成稳定的离子晶体:近距排斥作用与静电吸引作用平衡。近距排作用归因于泡利原理引起的压力:当两个离子靠近时,正负离子的电子云发生重叠,系统能量增高,表现出很强的排压作用
离子晶体结构 元素周期表中IA族的碱金属元素Li,Na,K,Rb,Cs和ⅦB的卤族元素F, Cl,Br,I形成典型的离子晶体化合物。 以正负离子为结合单元。依靠离子键的作用结合,依靠正、负离子间的 库仑作用。 形成稳定的离子晶体:近距排斥作用与静电吸引作用平衡。 近距排斥作用归因于泡利原理引起的斥力:当两个离子靠近时,正负离 子的电子云发生重叠,系统能量增高,表现出很强的排斥作用
2.4.1鲍林离子晶体结构规则1.负离子配位多面体规则(鲍林第一规则)离子晶体中,正离子周围形成一个负离子配位多面体,正负离子间平衡距离取决于离子半径之和,正离子配位数取决于正负离子的半径比。这一规则符合最小内能原理。离子晶体结构由负离子配位多面体按一定方式连接,正离子处于负离子多面体的中央为了降低总能量,正负离子趋向于形成尽可能紧密的堆积。因此,一个最稳定的结构应当有尽可能大的配位数,配位数取决于正、负离子半径的比值。离子晶体中,正离子的配位数通常为4和6,少数为3,8,12
2.4.1 鲍林离子晶体结构规则 1.负离子配位多面体规则(鲍林第一规则) 离子晶体中,正离子周围形成一个负离子配位多面体,正负离子间平 衡距离取决于离子半径之和,正离子配位数取决于正负离子的半径比。 这一规则符合最小内能原理。离子晶体结构由负离子配位多面体按一 定方式连接,正离子处于负离子多面体的中央。 为了降低总能量,正负离子趋向于形成尽可能紧密的堆积。因此,一 个最稳定的结构应当有尽可能大的配位数,配位数取决于正、负离子半 径的比值。 离子晶体中,正离子的配位数通常为4和6,少数为3,8,12
如果阴离子作紧密堆积,当阳离子处于八面体空隙,考虑所有离子都正好两两相切的临界情况,6配位的临界半径比:(2r_)2 +(2r_)2 =(2r_ +2r)/r_ = 0.414
如果阴离子作紧密堆积,当 阳离子处于八面体空隙,考虑 所有离子都正好两两相切的临 界情况,6配位的临界半径比: 2 2 2 (2 ) (2 ) (2 2 ) − + − = − + + r r r r r+ /r− = 0.414rr+
正、负离子半径比与阳离子配位数及配位多面体形状00.1550.2250.4140.73211,/y.2346812阳离子配位数阳离子配位多哑铃状面体的形状截顶的两个三方截角立方体等边三角形四面体八面体立方体效锥的聚形(立方紧密堆积)(六方紧密堆积)实例闪锌矿β-ZnS岩盐NaCl萤石CaF2自然金Au自然钱Os
正、负离子半径比与阳离子配位数及配位多面体形状