离子型化合物的稳定性 一大大一小小规则 所谓大大一小小规则是说,半径大的正离子和半径大的负离 子与半径小的正离子和半径小的负离子结合稳定的规则。这个规 则可通过复分解反应导出。 设有一反应AB十CD→·AD+CB 设正负离子半径为r(A+):a;r(B-)b;r(C+)c;r(D-):d; 并假定a<c d<b AB+CD →AD+CB LAB LCD 一LD一LCB A++B-+C++D- 当H-LAB十LcD-LAD-LcB<0,即LAB十LcD<LAD十LC 正向自发进行。 写出晶格能计算公式并进行整理得到: 11111 a十b+c+d<a+d十c+b
离子型化合物的稳定性 ——大大-小小规则 LAB LCD 所谓大大-小小规则是说,半径大的正离子和半径大的负离 子与半径小的正离子和半径小的负离子结合稳定的规则。这个规 则可通过复分解反应导出。 设有一反应 AB + CD AD + CB 设正负离子半径为r(A+ ):a;r(B-):b; r(C+ ):c;r(D-):d; 并假定 a < c d < b AB + CD AD + CB A+ + B- + C+ + D- 当△Hθ≈LAB+LCD-LAD-LCB < 0 ,即LAB+LCD < LAD+LC 正向自发进行。 写出晶格能计算公式并进行整理得到: + < + - -LCB LAD 1 1 1 1 a+b c+d a+d c+b
通分,消去 (a+b)(c+d)0 (a-c)(d-b)>0 因此,可得出结论,复分解反应正向自发进行的条件是: AB+CD→AD+CB a>c, d>b; a大b小+c小d大一a大d大+c小b小 或「a<c, ld<b。 a小b大十c大d小一a小d小+c大b大 离子半径大的正离子和离子半径小的负离子的化合物与离子半 径小的正离子和离子半径大的负离子的化合物发生复分解反应,自 发生成离子半径大的正离子和离子半径大的负离子的化合物和离子 半径小的正离子和离子半径小的负离子的化合物。 或大一小十小一大+大一大十小一小 或半径小的正离子趋向于与半径小的负离子结合,半径大的正 离子趋向于与半径大的负离子结合。或大一大、小一小结合比大一 小、小一大结合稳定。 这被称为大一大、小一小规则
通分,消去 (a+b)(c+d) 0 (a―c)(d―b) > 0 因此,可得出结论,复分解反应正向自发进行的条件是: AB + CD AD + CB a > c, d > b; 或 a < c, d < b。 离子半径大的正离子和离子半径小的负离子的化合物与离子半 径小的正离子和离子半径大的负离子的化合物发生复分解反应,自 发生成离子半径大的正离子和离子半径大的负离子的化合物和离子 半径小的正离子和离子半径小的负离子的化合物。 或 大-小 + 小-大 大-大 + 小-小 或半径小的正离子趋向于与半径小的负离子结合,半径大的正 离子趋向于与半径大的负离子结合。或大-大、小-小结合比大- 小、小-大结合稳定。 这被称为大-大、小-小规则。 a大b小+c小d大 a大d大+c小b小 a小b大+c大d小 a小d小+c大b大
如果学过软硬酸碱理论,这个规则不难理解。软硬酸 碱原理是说: 硬亲硬,软亲软,软硬结合就不管。 所谓软,顾名思义是离子半径大、电荷低、易变形、 容易被极化;硬,顾名思义是离子半径小、电荷高、不易 变形、不容易被极化。 因此,硬的与硬的,若从半径考虑,就是小的与小 的结合稳定;软的与软的,若从半径考虑,就是大的与大 的结合稳定。 这个规则不光局限于复分解反应,可以加以推广, 这种推广是考虑电荷与半径的等效性:正电荷多,意味着 失去了较多的电子,其半径必定小;负电荷多,意味着得 到了较多的电子,其半径必定大。因此正电荷多的正离子 与半径小的负离子结合稳定,负电荷多的负离子与半径大 的正离子结合稳定
如果学过软硬酸碱理论,这个规则不难理解。软硬酸 碱原理是说: 硬亲硬,软亲软,软硬结合就不管。 所谓软,顾名思义是离子半径大、电荷低、易变形、 容易被极化;硬,顾名思义是离子半径小、电荷高、不易 变形、不容易被极化。 因此,硬的与硬的,若从半径考虑,就是小的与小 的结合稳定;软的与软的,若从半径考虑,就是大的与大 的结合稳定。 这个规则不光局限于复分解反应,可以加以推广, 这种推广是考虑电荷与半径的等效性:正电荷多,意味着 失去了较多的电子,其半径必定小;负电荷多,意味着得 到了较多的电子,其半径必定大。因此正电荷多的正离子 与半径小的负离子结合稳定,负电荷多的负离子与半径大 的正离子结合稳定
小小 例如, NaF KF RbF 溶解度 小 小大 NaI KI RbI 溶解度 大 小大 大大 溶解度 NaCIO>KCIO 化合物的生成焓: 小小 大小 LiF NaF KF RbF CsF -616.9 -575.4 -568.6 -557.5 -554.8 渐不稳定 小大 大大 Lil NaI KI RbI C -270.1-287.9 -327.9 -333.0-347.7 渐稳定
小小 大小 例如, LiF NaF KF RbF CsF 溶解度 小 大 小大 大大 LiI NaI KI RbI CsI 溶解度 大 小 小 大 大 大 溶解度 NaClO4 KClO4 化合物的生成焓: 小小 大小 LiF NaF KF RbF CsF -616.9 -575.4 -568.6 -557.5 -554.8 渐不稳定 小大 大大 LiI NaI KI RbI CsI -270.1 -287.9 -327.9 -333.0 -347.7 渐稳定
化合物的稳定性: 氧化物 Li,O>Na,O>K,O>Rb,O>Cs,O L小、O2-小 过氧化物Li,O2MCL,>MBrn>ML.高价半径小,以氟化物稳定 化合物的热分解的稳定性: NH4:NHI(小,大)PHBr(大,小) 卤化物的歧化: 3TiF,(s)=Ti(s)+2TiF(s) F-小、T3+比T2+小 (大,小) (小,小)
化合物的稳定性: 氧化物 Li2O > Na2O > K2O > Rb2O > Cs2O Li+小、O2-小 过氧化物 Li2O2 MCln > MBrn > MIn 高价半径小,以氟化物稳定 化合物的热分解的稳定性: NH4 +: NH4 I (小,大) PH4Br (大,小) 卤化物的歧化: 3TiF2 (s)=Ti(s)+2TiF3 (s) F-小、Ti3+比Ti2+小 (大,小) (小,小)