同种化合物的晶体(如NH4Cl) 在一定温度下 结构从CsCl型转化为NaCl型 同时正 负离子间距
同种化合物的晶体(如NH4Cl),在一定温度下,结构从CsCl型转化为NaCl型,同时正、负离子间距有3%左右的变化,这种变化具有普遍性。试从理论上对离子间距的变化进行分析和估算,由此可以得出什么结论?(CsCl型及NaCl型的马德隆常数分别为1.763及1.748,玻恩指数可取为9)
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参考解答
正确答案:CsCl型及NaCl型结构的区别在于Cl-的配位数不同在NaCl型结构中配位数为6在CsCl型结构中配位数为8离子间距的变化反映了离子半径随配位数而变化。这可以从理论上加以说明:对于1m01的离子晶体的总库仑作用能可写成 V=-(z+z-e2N0α)/(4πε0r)1mol离子晶体的近程排斥能 V排斥=B/rm因而总势能为 V=- 这里将相邻的正、负离子间距离一律用r来表示当r等于相邻的正、负离子之间的平衡距离h时体系的总势能为最低这时
设同一化合物在CsCl型和NaCl型结构中的正、负离子问的接触距离分别为
由于每个正离子在NaCl中与6个负离子接触在CsCl中与8个负离子接触因此
式中m为玻恩指数与电子层结构有关。如果Ar型m取9则rCsCl/rNaCl=1.036;Xe型m取12则rCsCl/rNaCl=1.026。 这就说明不同配位数的结构离子间距有3%左右的变化。
CsCl型及NaCl型结构的区别在于Cl-的配位数不同,在NaCl型结构中配位数为6,在CsCl型结构中配位数为8,离子间距的变化反映了离子半径随配位数而变化。这可以从理论上加以说明:对于1m01的离子晶体的总库仑作用能可写成V=-(z+z-e2N0α)/(4πε0r)1mol离子晶体的近程排斥能V排斥=B/rm因而总势能为V=-这里,将相邻的正、负离子间距离一律用r来表示,当r等于相邻的正、负离子之间的平衡距离h时,体系的总势能为最低,这时设同一化合物在CsCl型和NaCl型结构中的正、负离子问的接触距离分别为由于每个正离子在NaCl中与6个负离子接触,在CsCl中与8个负离子接触,因此式中,m为玻恩指数,与电子层结构有关。如果Ar型m取9,则rCsCl/rNaCl=1.036;Xe型m取12,则rCsCl/rNaCl=1.026。这就说明不同配位数的结构离子间距有3%左右的变化。
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