3-4离子晶体的晶格能

  晶格能(点阵能)U的定义:1mol的离子化合物中正负离子,由相互远离的气态,结合成离子晶体时所放出的能量。

 如果每个离子被尽可能多的带相反电荷的离子包围时球型离子体系就处于最低的能量,最相邻离子的个数就是离子的结晶学配位数。在NaCl中,离子都处在有规则的晶格中(3-2),每个离子的配位数是六。当每种元素的NA个离子(一摩尔)结合在一起形成晶体时,显然,其相互作用能不正好等于NA个离子对的相互作用能。将前式改写为

 

 

 

式中第一项表示总的排斥能,NAAvogadro,第二项中的Aa是马德隆(Madelung)常数,它仅取决于晶体的几何构型。
 
若晶体中相邻阳离子和阴离子间的平衡距离为r0,当r=r0时,E值为最小。

 

  

 

因而,将离子聚集在晶体中引起的能量下降,即晶格能U=-Eint,可用玻恩朗德(BornLandé)方程式表示:

 

   

  一些常见的晶格类型的马德隆常数值列于3-2中。从晶体结构的测定可得到离子间距r0和晶格的类型。

练习

  

上一页下一页