Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

8.7: Іонна кристалічна структура

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    19620

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Кристал рубіна - іонне з'єднання.
    Малюнок\(\PageIndex{1}\) (Кредит: Адріан Пінгстоун (Wikimeda: Arpingstone); Джерело: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ruby_cristal.jpg(opens у новому вікні); Ліцензія: Громадське надбання)

    Чому кристали привабливі?

    Кристали зустрічаються всюди, де розташовані хімічні відкладення. Рубінові кристали надзвичайно цінні, як через красу рубіна, так і його корисність в обладнанні, такому як лазери. Деякі стверджують, що кристали володіють магічними якостями. Для інших «магія» полягає в регулярній структурі кристала, так як катіони і аніони шикуються в регулярному порядку.

    Іонна кристалічна структура

    Електронні точкові діаграми показують природу перенесення електронів, що відбувається між атомами металу і неметалів. Однак іонні сполуки не існують як дискретні молекули, як можуть припустити точкові діаграми. З метою мінімізації потенційної енергії системи іонні сполуки набувають вигляду розширеного тривимірного масиву чергуються катіонів і аніонів. Це максимізує привабливі сили між протилежно зарядженими іонами. На малюнку нижче показано два різних способи представлення іонної кристалічної решітки. Модель з кулькою та палицею полегшує перегляд того, як окремі іони орієнтовані відносно один одного. Діаграма заповнення простору - це більш точне уявлення про те, як іони упаковуються в кристал.

    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Показані дві моделі кристала хлориду натрію. Фіолетові сфери представляють\(\ce{Na^+}\) іони, а зелені -\(\ce{Cl^-}\) іони. (A) У розширеному вигляді відстані між іонами перебільшені, легше показуючи координаційні числа кожного іона. (B) У моделі заповнення простору електронні хмари іонів контактують один з одним. (Кредит: (A) Eloy; (B) Бен Міллс (Вікімедіа: Benjah-BM27); Джерело: (A) http://commons.wikimedia.org/wiki/File:NaCl-estructura_cristalina.svg(opens у новому вікні); (B) http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sodium-chloride-3D-ionic.png(opens у новому вікні); Ліцензія: Громадське надбання)

    Природний хлорид натрію (галіт) не виглядає на перший погляд, як акуратні діаграми, показані вище. Тільки тоді, коли ми використовуємо сучасні методи аналізу кристалічної структури на атомному рівні, ми можемо побачити справжню регулярність організованих іонів.

    Малюнок\(\PageIndex{3}\): Кристали галіту. (Кредит: Ingo Wölbern (Вікімедіа: Новини); Джерело: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Halit_crystal,_Pedra_Lume,_Cape_Verde.jpg(opens у новому вікні); Ліцензія: Громадське надбання)

    Резюме

    • Іонні сполуки набувають вигляду розширених тривимірних масивів катіонів і аніонів.
    • Розташування максимізує силу привабливості між протилежно зарядженими іонами.

    Рецензія

    1. Чому іонні сполуки утворюють кристалічну структуру замість дискретних молекул?
    2. Іони розташовуються в тривимірному масиві, щоб максимізувати, який тип сили
    3. Що з наступного найкраще опише, як влаштовують себе іони в іонній сполуці?
      1. випадковим чином
      2. впорядкований візерунок