📜  半径比规则

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:56:16.278000             🧑  作者: Mango

半径比规则

物质的三种物理状态是固体、液体和气体。通过改变温度和压力,任何物质状态都可以转变为另一种状态。在较低温度下,最普遍的物质状态是固体。通过将固体的温度提高到其熔点,足够的能量被注入到固体中,以克服分子间的吸引力并使固体熔化并变成液体。当液体被加热到沸腾温度时,它们会蒸发并变成气态。另一方面,当气体冷却并承受高压时,它们可以变成液体,然后可以进一步冷却以产生固体。

因为它们的组成粒子、原子或分子的位置不能被改变,所以固体不能像气体一样被挤压或像液体一样被倾倒。物质的物理状态是由分子间吸引力的相互作用产生的,例如偶极-偶极相互作用、偶极诱导的偶极相互作用、伦敦力、氢键等。

固体的性质

  • 大多数药理药物是固体。
  • 固定成分的固体具有固定的质量、体积、形状和密度。 [通常,材料的固态密度低于液态和气态。]
  • 大多数固体是坚硬的、僵硬的和不可压缩的。
  • 分子间的吸引力将固体的组成颗粒牢固地固定在一起。
  • 所有纯固体都具有不同的熔点,该熔点由固态中存在的分子间作用力的强度决定。
  • 在固态中,组分粒子之间的分子间吸引力大于液相和气相中的。

半径比规则

每种离子化合物的结构由化学计量和离子大小决定。较大的阳离子可以装入立方或八面体孔中。在四面体孔中,可以容纳较小的阳离子。如果我们检查立方紧密堆积形式的阴离子阵列,四面体和八面体孔的直径会有所不同。因此,阳离子只有在有足够空间容纳它们时才会占据空隙。

半径比可用于确定离子是否能够保留阳离子。晶胞的形状也由晶体结构中离子的配位数决定。对于特定的配位数,阳离子半径与阴离子半径之比存在一个极限值,即r + / r - 。如果比率 r + / r -的值小于预测值,则离子结构变得不稳定。

下面给出了 r + / r 的极限值及其配位数。

Coordination Number of cation

Limiting value of r+ / r 

Type of hole occupied (void)

2

<0.155

Linear

3

0.155 to 0.225

Planar Triangular

4

0.225 to 0.141

Tetrahedral

6

0.414 to 0.732

Octahedral

8

0.732 to 1.000

Cubic

12

>1

Close Packing

例如 B 2 O 3 、ZnS、NaCl、CsCl、MgO、CuCl

一些属性是:

  • 半径比规则仅适用于离子物质。
  • 如果键是共价键,则规则被打破。
  • 该规则可用于预测各种离子固体的结构。

示例问题

问题1:如果固体“X + Y- 的结构类似于NaCl,阴离子半径为250 pm。然后,找到结构中阳离子的理想半径。另外,请说明您的理由,是否可以在结构的四面体位置(X + Y )中安装半径为 180 pm 的阳离子 Z +

解决方案:

问题2:如果r cs + = 1.69 A°和r Cl - = 1.81A°,预测Cs +离子的配位数和CsCl的结构

解决方案:

问题3:如果r Na + = 0.95 A°和r Cl - = 1.81A°,预测Na +离子的配位数和NaCl晶体的结构

解决方案:

问题 4:在硅酸盐中,氧原子形成四面体空隙。四面体空隙的极限半径比为 0.22。氧化物的半径为 1.4 Å。找出阳离子的半径。

解决方案:

问题5:如果阳离子的半径是96 pm,而阴离子的半径是618 pm。确定晶格的配位数和结构。

解决方案

问题6:Br -离子形成密排结构。如果 Br -离子的半径是 195 pm。计算刚好适合四面体孔的阳离子的半径。半径为 82 pm 的阳离子 A +能否滑入晶体 A + Br 的八面体孔中?

解决方案:

问题7:根据半径比确定MgS的结构和配位数,其中Mg2+和S2-的半径分别为65 pm和184 pm。

解决方案:

问题 8:固体 AB 具有 ZnS 型结构。如果阳离子半径为 50 pm,计算阴离子半径 B 的最大可能值。

解决方案: