Chương 12 : CÁC HỆ NGƯNG TỤ, LIÊN KẾT VÀ CẤU TRÚC PHÂN TỬ
cùng ta có
rc ra
> 0,7321. Vậy khi hợp chất ion nào có
lưới CsCl. Với CsCl có
rCs + rCl −
=
rc > 0,7321 thì hợp chất ion đó có kiểu mạng ra
1,69 = 0,934 1,81
12.5.1.3.Hợp chất AB2 - Kiểu florit (quặng CaF2) : Có rCa 2 + rF −
=
0,99 = 0,73 1,36
nên số phối trí của Ca2+ là 8
và vì điện tích của Ca2+ gấp đôi F- nên chỉ số phối trí của F- là 4. Vì vậy kiểu mạng lưới florit được phân bố : Các ion Ca2+ (14 ion) nằm ở các nút của lập phương mặt tâm. Từ hình lập phương này chia thành 8 hình lập phương nhỏ bằng nhau, tại tâm của hình lập phương nhỏ này được ion F- chiếm. 12.5.1.4.Bán kính ion Theo cơ học lượng tử không thể xác định : Ca2+ chính xác được vị trí của electron, nên không thể có được khoảng cách chính xác từ nhân nguyên tử đến lớp electron ngoài cùng - tức bán :F kính nguyên tử (hay ion), nhưng vì khoảng cách giữa 2 nguyên tử trong một phân tử xác định là không đổi nên người ta vẫn dùng thuật ngữ bán kính nguyên tử (hay ion) - người ta xem nguyên tử (hay ion) là các quả cầu cứng nhắc. Ta đã biết liên kết ion là lực tĩnh điện - không có tính định hướng nên không thể có từng phân tử ion riêng lẽ mà các ion được tập hợp trong mạng tinh thể. Để cho năng lượng của hệ cực tiểu thì các quả cầu (ion) ngược dấu tiếp xúc nhau còn các quả cầu cùng dấu phải tách rời nhau, nhưng thường là bán kính cation rc nhỏ hơn bán kính anion ra, khi rc quá bé như Li+ thì quả cầu Li+ sẽ không thể tiếp xúc cùng lúc với 6 quả cầu anion được, nó "lọt thỏm" vào vùng không gian của 6 quả cầu anion - lúc ấy, người ta xem các quả cầu anion tiếp xúc nhau - chính nhờ trường hợp đặc biệt này ta sẽ tính được bán kính ra - và qua đó sẽ tính được các rc. Nhờ một số phương pháp vật lý (nhiễu xạ tia X, nhiễu xạ electron, nhiễu xạ neutron,…), người ta đã xác định được mạng Bravais và cạnh của ô mạng cơ sở cho từng tinh thể, thí dụ như xác định được ô mạng cơ sở của các muối halogenua của các kim loại kiềm đều thuộc về mạng lập phương mặt tâm (trừ muối của Cs+), đồng thời đã A B có được kích thước (cạnh) của hình lập phương : B A Các ion Cl Br I-
Li+ 5,14 5,5 6,04
Na+ 5,62 5,96 6,46
K+ 6,28 6,58 7,06
C
D
D
LiCl
C NaCl
Gọi cạnh của ô mạng cơ sở AB = BC = a : cation : anion ⇒ AC = a 2 Đối với mạng tinh thể LiCl như đã nói ở trên - 3 quả cầu anion X- tiếp xúc với nhau theo đường chéo của hình lập phương nên : 4 ra = AC = a 2 ⇒ ra =
a 2 (ra : bán kính anion). 4 0
0
0
Thế các giá trị a của bảng trên ta được : rCl - = 1,81 A ; rBr - = 1,94 A ; rI - =2,44 A . 96
HÓA ĐẠI CƯƠNG 1