第九章離子鍵和離子晶體(編輯修改稿)
2024-08-16 18:08 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的硬度雖然較大，但比較脆。這是因?yàn)楫?dāng)離子晶體受到外力作用時(shí)，各層晶格結(jié)點(diǎn)上的離子發(fā)生位移，使原來(lái)異號(hào)離子相間排列的穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橥?hào)離子相鄰的排斥狀態(tài)，晶體結(jié)構(gòu)遭到破壞。 在離子晶體中，陽(yáng)、陰離子被限制在晶格格點(diǎn)上振動(dòng)，不能移動(dòng)，因此離子晶體不導(dǎo)電。但是當(dāng)離子晶體熔融或溶于水時(shí)，產(chǎn)生自由移動(dòng)的陽(yáng)、陰離子，從而可以導(dǎo)電。 三、離子晶體的類型 在離子晶體中，由于陽(yáng)、陰離子在空間的排列方式不同，因此離子晶體的空間結(jié)構(gòu)也就不相同。對(duì)于AB 型離子晶體，常見的有 CsCl 型、 NaCl 型和 ZnS 型三種典型晶體結(jié)構(gòu)類型。 （ l） CsCl 型晶體： CsCl 型晶體的晶胞是正立方體， l 個(gè) Cs+ 處于立方體中心， 8 個(gè) Cl－ 位于立方體的 8 個(gè)頂點(diǎn)處，每個(gè)晶胞中有 1 個(gè) Cs+ 和 1 個(gè) Cl。CsCl 晶體就是 CsCl 晶胞沿著立方體的面心依次堆積而成。在 CsCl 晶體中，每個(gè) Cs+ 被 8 個(gè) Cl－ 包圍，同時(shí)每個(gè) Cl－ 也被 8 個(gè) Cs+ 包圍， Cs+ 與 Cl－ 的個(gè)數(shù)比為 1:1 。 （ 2） NaCl 型晶體 : NaCl 型晶體是 AB 型晶體中最常見的晶體構(gòu)型，它的晶胞也是正立方體，每個(gè)晶胞中有 4 個(gè) Na+ 和 4 個(gè) Cl。在 NaCl 晶體中，每個(gè) Na+ 被 6 個(gè) Cl－ 所包圍，同時(shí)每個(gè) Cl－ 也被 6 個(gè) Na+ 所包圍， Na+ 與 Cl－ 的個(gè)數(shù)比為 1:1。 （ 3） ZnS 型晶體 : ZnS 型晶體的晶胞也是正立方體，每個(gè)晶胞中有 4 個(gè) Zn2+ 和 4 個(gè) S2。在 ZnS 晶體中，每個(gè) Zn2+ 被 4 個(gè) S2－ 包圍，同時(shí)每個(gè) S2－ 也被 4 個(gè) Zn2+ 包圍， Zn2+ 與 S2－ 的個(gè)數(shù)比為 1:1。 離子晶體的結(jié)構(gòu)類型，與離子半徑、離子的電荷數(shù)、離子的電子組態(tài)有關(guān)，其中與離子半徑的關(guān)系更為密切。只有當(dāng)陽(yáng)、陰離子緊密接觸時(shí)，所形成的離子晶體才是最穩(wěn)定的。陽(yáng)、陰離子是否能緊密接觸與陽(yáng)、陰離子半徑之比 r+/r－ 有關(guān)。 現(xiàn)以陽(yáng)、陰離子的配位數(shù)均為 6 的晶體構(gòu)型的某一層為例，說(shuō)明陽(yáng)、陰離子的半徑比與配位數(shù)和晶體構(gòu)型的關(guān)系。 四、離子晶體的半徑比規(guī)則 陽(yáng)、陰離子半徑比與配位數(shù)的關(guān)系的示意圖 a b c 在 △ abc 中 ， ab = bc = 2(r++r－ ), ac = 4r－ ，則 : [2(r++r－ )]2 + [2(r++ r－ )]2 = (4r－ )2 r+ = r－ 陽(yáng)、陰離子的半徑比為： 當(dāng) r+/r－ = 時(shí)，陽(yáng)、陰離子是直接接觸，陰離子也是直接接
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