内容正文:
3.2 几种简单的晶体结构模型
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二、离子晶体
定义:由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。
离子键无方向性、无饱和性
以离子键结合的化合物倾向于形成紧密堆积。
阴阳离子半径不同,故离子化合物的结构可以归结为不等径圆球密堆积的几何问题。
二、离子晶体
(1)NaCl晶胞
Na+
Cl-
①微粒位置与个数(微粒可以互换位置)
二、离子晶体
(1)NaCl晶胞
②配位数
二、离子晶体
(1)NaCl晶胞
③距离最近同种电荷个数(切三刀)
二、离子晶体
(2)CsCl晶胞
①微粒位置与个数(微粒可以互换位置)
二、离子晶体
(2)CsCl晶胞
②配位数
二、离子晶体
(2)CsCl晶胞
③距离最近同种电荷个数(前后左右上下)
二、离子晶体
(3)ZnS晶胞
①微粒位置与个数(微粒可以互换位置)
二、离子晶体
(3)ZnS晶胞
②配位数
因为两种微粒可以互换位置
每个Zn2+周围有4个S2-
每个S2-周围有4个Zn2+,均构成正四面体
Zn2+、S2-的配位数均为4
二、离子晶体
(3)ZnS晶胞
③距离最近同种电荷个数
每个Zn2+周围等距离且紧邻
的Zn2+有12个
二、离子晶体
(4)CaF2晶胞
①微粒位置与个数
二、离子晶体
(4)CaF2晶胞
因为两种微粒可以互换位置
每个Ca2+周围有8个F-,构成立方体,配位数为8
每个F-周围有4个Ca2+,构成正四面体,配位数为4
Ca2+
F-
Ca2+
F-
②配位数
二、离子晶体
(4)CaF2晶胞
每个Ca2+周围等距离且紧邻
的Ca2+ 有12个
③距离最近同种电荷个数
二、离子晶体
(4)CaF2晶胞
③距离最近同种电荷个数
每个F-周围等距离且紧邻的F-有6个
二、离子晶体
AB型 1:1 AB2型 1:2
化学式 NaCl CsCl ZnS CaF2
晶胞
配位数 Cl- 6
Na+ 6 Cl- 8
Cs+ 8 Zn2+ 4
S2- 4 Ca2+ 8
F- 4
晶胞中微粒数 Na+ 4
Cl- 4 Cs+ 1
Cl- 1 Zn2+ 4
S2- 4 Ca2+ 4
F- 8
二、离子晶体
NaCl MgO
熔点 /℃ 801 2800
沸点 /℃ 1413 3600
思考:结构相似的离子晶体,为什么熔沸点仍存在差异?
思考:离子键的强弱通常用什么来衡量?
晶格能
离子键的强弱不同
离子半径越小,离子电荷越多,离子键越强。
二、离子晶体
NaCl (s) = Na+ (g) + Cl- (g)
(在一定程度上可以用来衡量离子键的强弱)
离子晶体的晶格能
(1)概念:将1mol离子晶体完全气化为气态阴、阳离子所吸收的能量。
U = 787kJ/mol
二、离子晶体
NaCl (s) = Na+ (g) + Cl- (g)
(在一定程度上可以用来衡量离子键的强弱)
离子晶体的晶格能
(2)意义:
(1)概念:将1mol离子晶体完全气化为气态阴、阳离子所吸收的能量。
吸收的能量越多,晶格能越大,表示离子间作用力越强,离子晶体的熔点越高,硬度越大。
(3)影响晶格能因素:
a. 离子半径越小,离子所带电荷数越多,晶格能越大
b.与离子晶体的结构型式有关
U = 787kJ/mol
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