2017-10-20 06:58:42

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所属类别 :
凝聚态物理学
凝聚态物理学
编辑分类

晶体主要分为离子晶体、分子晶体、金属晶体和原子晶体。

离子晶体是指由离子化合物结晶成的晶体,离子晶体属于离子化合物中的一种特殊形式。不能称为分子。由正、负离子或正、负离子集团按一定比例通过离子键结合形成的晶体称作离子晶体。

强碱、活泼性金属氧化物和大多数的盐类均为离子晶体。

离子晶体一般硬而脆,具有较高的熔沸点,熔融或溶解时可以导电。(注:不同于离子化合物。)

基本信息

  • 中文名

    离子晶体

  • 外文名

    Ionic Crystal

  • 构成

    正负离子或正负离子团

  • 特点

    粒径小,活性高

  • 主要作用力

    离子键

  • 作用技术

    生态负离子生成芯片技术

  • 作用因子

    小粒径负离子

  • 作用

    空气净化,疗养保健

  • 作用人群

    癌症,高血压,装修污染

折叠 编辑本段 性质

离子晶体中正、负离子或离子集团在空间排列上具有交替相间的结构特征,因此具有一定的几何外形,例如NaCl是正立方体晶体,Na离子与Cl离子相间排列,每个Na离子同时吸引6个Cl离子,每个Cl离子同时吸引6个Na。不同的离子晶体,离子的排列方式可能不同,形成的晶体类型也不一定相同。离子晶体不存在分子,所以没有分子式。离子晶体通常根据阴、阳离子的数目比,用化学式表示该物质的组成,如NaCl表示氯化钠晶体中Na离子与Cl离子个数比为1:1, CaCl2表示氯化钙晶体中Ca离子与Cl离子个数比为1:2。

离子晶体整体上具有电中性,这决定了晶体中各类正离子带电量总和与负离子带电量总和的绝对值相当,并导致晶体中正、负离子的组成比和电价比等结构因素间有重要的制约关系。

如果离子晶体中发生位错即发生错位,正正离子相切,负负离子相切,彼此排斥,离子键失去作用,故无延展性。如CaCO3可用于雕刻,而不可用于锻造。因为离子键的强度大,所以离子晶体的硬度高。又因为要使晶体熔化就要破坏离子键,所以要加热到较高温度,故离子晶体具有较高的熔沸点。离子晶体在固态时有离子,但不能自由移动,不能导电,溶于水或熔化时离子能自由移动而能导电。因此水溶液或熔融态导电,是通过离子的定向迁移导电,而不是通过电子流动而导电。[1]

离子晶体一般硬而脆,具有较高的熔沸点,熔融或溶解时可以导电。

折叠 编辑本段 常见类型

离子晶体有二元离子晶体、多元离子晶体与有机离子晶体等类别。

强碱(NaOH、KOH、Ba(OH)2)、活泼金属氧化物(Na2O、MgO、Na2O2)、大多数盐类(BeCl₂、Pb(Ac)₂等除外)都是离子晶体。

折叠 编辑本段 空间结构

对称

1) 旋转和对称轴 n重轴, 360度旋转, 可以重复n次:

2) 反映对称面:晶体中可以找到对称面:

3) 反演对称中心:晶体中可以找到对称中心:

晶胞是晶体的代表, 是晶体中的最小单位, 晶胞可以无隙并置起来, 得到晶体. 晶胞的代表性体现在以下两个方面:一是代表晶体的化学组成;二是代表晶体的对称性(即具有相同的对称元素:对称轴, 对称面和对称中心). 晶胞是晶体中具有上述代表性的体积最小, 直角最多的平行六面体

配位

离子晶体中离子的配位数(缩写为C.N.)是指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。

离子晶体

阴离子的配位数

阳离子的配位数

NaCl

6

6

CsCl

8

8

CaF2

4

8

离子晶体晶胞离子晶体晶胞 离子键

离子晶体的结构类型还取决于晶体中正负离子的半径比、正负离子的电荷比和离子键的纯粹程度(简称键性因素),当离子半径大,受相反电荷离子的电场作用变成椭球形,不再维持原来的球形,离子键就向共价键过渡。

折叠 编辑本段 晶格能

离子晶体的晶格能的定义是指1mol的离子化合物中的阴阳离子,由相互远离的气态,结合成离子晶体时所释放出的能量或拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量。单位是kJ/mol

某些离子晶体的晶格能/(KJ·mol)

F

Cl

Br

I

Li

1036

853

807

757

Na

923

786

747

704

K

821

715

682

649

Rb

785

689

660

630

Cs

740

659

631

604

晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,而且熔点越高,硬度越大。

AB型离子晶体

离子电荷Z

晶格能(KJ·mol-1)

熔点/℃

莫氏硬度

NaF

1

923

993

3.2

NaCl

1

786

801

2.5

NaBr

1

747

747

<2.5

NaI

1

704

661

<2.5

MgO

2

3791

2852

6.5

CaO

2

3401

2614

4.5

SrO

2

3223

2430

3.5

BaO

2

3054

1918

3.3

晶格能与阴阳离子的半径成反比,与离子电荷的乘积成正比。离子所带电荷越高,离子半径越小,则离子键越强,熔沸点越高。例如:MgO>Al2O3>NaCl >CsCl.。

折叠 编辑本段 岩浆晶出规则

晶格能越大的晶体,熔点越高,越早达到饱和,更容易在岩浆冷却过程中先析出晶体。

参考资料

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