3-2离子键形成时的能量变化
如果a,b两原子吸引电子的能力(即它们的电负性)有很大的差别,则它们各自单占有的原子轨道φa和φb所组成的成键分子轨道可以几乎是纯粹的φa。于是分子中的电子构型含有φa2,而不是φa1φb1。在这种情况下,结和力主要是由于外层轨道都是双占有的带相反电荷离子间的相互吸引所引起的。当这些已填满的轨道开始相互穿插时,就出现了平衡状态。
离子间所产生的排斥力是一种短程力,相应的位能可以相当满意地用
E=α ∕ 4πε0rn
来表示。式中r是核间距,α是常数,ε0是真空电容率。n是玻恩(Born)指数,它的数值决定于离子的电子构型(见下表):
电子构型的类型 |
玻恩指数 |
He |
5 |
Ne |
7 |
Ar和Cu+ |
9 |
Kr和Ag+ |
10 |
Xe和Au+ |
12 |
如果阳离子和阴离子类型不同,例如Na+(Ne型)和Cl-(Ar型),在这情况下取其平均值8。因为一个原子失去Z1个电子,另一个原子得到Z2个电子时,其库仑势能是
E=-Z1Z2e2 ∕ 4πε0r
故两个离子在距离为r时,净相互作用能是