离子键 离子键 同构型的N的主量子最,K与(半径比应 与 正的结果为 测得的胞参推出大量构型高于的半。 半径作适当修 构型的离子有大的有效核电荷,将使闲距相 应缩小: Ti02型 离子键 离子健 昌体结构型 实例 whT 事子中的港定配多体的 化物 化物 置 的 金红石型 二氧化物,失、 立方八面 高子 离子键 下不移地两个 用的, 爱性大,电负性 湘过大 电负性差 离子健 离子键 子的化学作用力并不限于一对正 苯于修格教中的于电 ,由此形成晶 002 离 子键 (2)测得KCl晶体中阴阳离子核间距为314pm,但 与K + 和Cl –同构型的Ar的主量子数为3,大于与Na、F 同构型的Ne的主量子数,K + 与Cl –半径比应跟Na + 与F– 的半径比有所不同,要作适当修正(约26.5%),泡林修 正的结果为133和181pm。以此为基准,泡林根据实验 测得的晶胞参数推出大量8e构型离子的半径。 (3)泡林又对非8e构型离子的半径作适当修正,得 出非8e构型离子的半径。这是因为非8e构型的离子比 起8e构型的离子有较大的有效核电荷,将使核间距相 应缩小些。 离 子键 三、离子晶体结构模型 1、概述 CsCl(氯化铯)配位数8:8、NaCl(岩盐)配 位数6:6、ZnS(闪锌矿)配位数4:4、CaF2(萤石) 配位数8:4和TiO 2(金红石)配位数6:3,是最具有 代表性的离子晶体结构类型,许多离子晶体或与 它们结构相同,或是它们的变形。 5种离子晶体结构的代表物种 常见的离子晶体化合物 离 子键 晶体结构型 实例 氯化铯型 氯化钠型 闪锌矿型 萤石型 金红石型 CsCl,CsBr,CsI,TlCl,NH 4Cl 锂钠钾铷的卤化物,氟化银,镁钙 锶钡的氧化物,硫化物,硒化物 铍的氧化物、硫化物、硒化物 钙、铅、汞(II)的氟化物,锶和 钡的氯化物,硫化钾 钛、锡、铅、锰的二氧化物,铁、 镁、锌的二氟化物 离 子键 一个离子周围异电性离子的个数受离子半径比等 因素制约,离子半径越大,周围可容纳的异电性离子 就越多。在理论上,只有当正负离子半径比处在一定 范围内,才能在离子晶体中呈现某种稳定的配位多面 体。 离子晶体中的稳定配位多面体的理论半径比 配位多面体 配位数 半径比(r + /r – )范围 平面三角形 3 0.1550.225 四面体 4 0.2250.414 八面体 6 0.4140.732 立方体 8 0.7321.000 立方八面体 12 1.000 离 子键 这里所谓的“理论上”,是指上述离子键是100% 理想离子键。从相反的角度看,非极性共价键中的共 用电子对是不偏不移地被两个原子共用的。当形成共 价键的原子的电负性不同时,共用电子对就要偏向电 负性较大的原子一侧,使共价键呈现极性。 形成共价键的两原子电负性相差越大,共价键的 极性越大。电负性相差过大,共用电子对因偏移而完 全不能共用了,就变成离子键。因此,离子键可以看 作是极性共价键的极限。 泡林用共价键的离子性百分数的概念,提出用电 负性差值大小来衡量共价键的离子性百分数。 共价键的键合原子的电负性差与共价键的离子性百分数的关系 1.4 39 3.0 89 1.2 30 2.8 86 16 47 3.2 92 1.0 22 2.6 82 0.8 15 2.4 76 0.6 9 2.2 70 0.4 4 2.0 63 0.2 1 1.8 55 电负性差 离子性/% 电负性差 离子性/% 离 子键 四、晶格能 离子晶体中离子间的化学作用力并不限于一对正、 负离子之间,而是遍及所有离子之间。 如:氯化钠晶体,设钠离子与氯离子的最短核间 距为d,以1个钠离子为中心,它与周围相离d的6个氯离 子相互吸引,与相离2d的12个钠离子相互排斥,又与 相距3d的8个氯离子相互吸引,……,整个离子晶体 中离子之间的静电作用力是所有这些离子的静电吸引 力和排斥力的总和,由此形成晶格能。 晶格能(U)是指将1摩离子晶体里的正负离子(克 服晶体中的静电引力)完全气化而远离所需要吸收的 能量(数符为+)。例如: NaCl(s)→Na + (g)+Cl –(g) U=786kJ·mol –1 离 子键 离 子 键 某些离子晶体的晶格能以及晶体中的离子电 荷、核间距、晶体的熔点、硬度 AB型 离子晶体 最短核间 距r o /pm 晶格能 U/kJ·mol– 1 熔点 m.p./ o C 摩氏 硬度 NaF 231 923 993 3.2 NaCl 282 786 801 2.5 NaBr 298 747 747 >2.5 NaI 323 704 661 >2.5 MgO 210 3791 2852 6.5 CaO 240 3401 2614 4.5 SrO 257 3223 2430 3.5 BaO 256 3054 1918 3.3