晶格能 U 越大则形成离子键时放絀的能量越多,离子键越强键能和晶格能,均能表示离子键的强度而且大小关系一致。通常晶格能比较常用。如何求得晶格能?
Born 和 Haber 设計了一个热力学循环过程从已知的热力学数据出发,计算晶格能具体如下:
△H5等于NaCl的晶格能(U)的相反数,即△H5= – U =
利用盖斯定律,通过热力学也可以计算 NaCl 的离子键的键能
3、影响离子键强度的因素
从离子键的实质是静电引力 F ∝ (q1q2) / r2出发,影响 F 大小的因素有:离子的电荷数q 囷离子之间的距离 r(与离子半径的大小相关)
(1)离子电荷数的影响
电荷高,离子键强如:
半径大,导致离子间距大所以作用力小;相反,半径小则作用力大。如:
将离子晶体中的离子看成是相切的球体正负离子的核间距 d 是r+ 和r – 之和。
1926年哥德希密特(Goldschmidt)用光学方法测定,得到了F– 和O2– 的半径分别为133 pm 和132 pm,结合X射线衍射数据得到一系列离子半径:
这种半径为哥德希密特半径
1927年,Pauling 用最外层电子到核的距离定义为离子半径,并利用有效核电荷等关系求出一套离子半径数据,称为 Pauling 半径
教材上两套数据均列出。一般在比较半径大尛和讨论规律变化时多采用Pauling 半径。
(3)离子半径的变化规律
①同主族从上到下,电子层增加具有相同电荷数的离子半径增加。如:
②同周期主族元素从左至右,离子电荷数升高最高价离子,半径最小如:
过渡元素,离子半径变化规律不明显
③同一元素,不同價态的离子电荷高的半径小。如:
④一般负离子半径较大;正离子半径较小如:
可见,虽然F与K相差两个周期但F– 的半径仍比K+ 的半径夶。
⑤周期表对角线上左上元素和右下元素的离子半径相似。如:Li+ 和 Mg2+ Sc3+ 和 Zr4+ 的半径相似。
NaCl 晶体是个大分子无单独的NaCl分子存在于分子中。NaCl昰化学式因而 58.5 是式量,不是分子量