晶格能与半径的关系是两者成反比。离子晶体的晶格能越大,离子键越强,晶格能与原子半径成反比,与电荷数成正比晶格能的估算可以看做正负电荷的相互吸引。离子半径越小,所带电荷越多,离子键越强,晶格能越大。
晶格能介绍
晶格能是指在标准状况下,使离子晶体变成气态正离子和气态负离子时所吸收的能量,它是度量晶格稳定性的参数。影响晶格能大小的因素有离子半径、离子电荷以及离子的电子层构型等。电荷高、半径小的离子,其晶格能大。
这只是不同体积的能量,如果计算时不改变对称性,和结构的稳定性没有直接关系。稳定性是在不同温度压强条件下说的。同一个结构在膨胀或压缩下能量相对0压强的体积都会增大,但是在相应的压强下可能仍然是稳定的。
在一般情形下,晶格缺陷对金属力学性能的影响较小,它只是通过和位错交互作用,阻碍位错运动而使晶体强化。
但在高能粒子辐照的情形下,由于形成大量的点缺陷和挤塞子,会引起晶体显著硬化和脆化。这种现象称为辐照硬化。缺陷对物理性能的影响很大,可以极大的影响材料的导热,电阻,光学,和机械性能,极大地影响材料的各种性能指标,比如强度,塑性等。
化学性能影响主要集中在材料表面性能上,比如杂质原子的缺陷会在大气环境下形成原电池模型,极大地加速材料的腐蚀,另外表面能量也会受到缺陷的极大影响,表面化学活性,化学能等。
晶格能又叫点阵能。它是在反应时1mol离子化合物中的正、负离子从相互分离的气态结合成离子晶体时所放出的能量。
晶格能也可以说是破坏1mol晶体,使它变成完全分离的气态自由离子所需要消耗的能量。
晶格能的大小影响着离子晶体的熔沸点和稳定性,就像原子晶体里的共价键键能,分子晶体里的分子间作用力的大小,晶格能越大,物质熔沸点越高,稳定性越好
下面仅讨论晶体,并先以原子晶体为例说明.内能是除去宏观动能之外,晶体(内部)所有形式能量的总和.通常考虑宏观静止的晶体,内能就是其全部能量.对于原子晶体,内能包括:1原子热振动动能,2原子间的相互作用势能(与共价键键能、原子结合能相关,但不是同一概念),3原子中内层电子的动能,4内层电子在核电场中的势能(上面3、4两部分只在涉及内层电子激发、电离的过程中,例如x射线发射或吸收,才会改变)、核内部粒子的动能和相互作用势能(这部分仅在核物理过程中才会变化).原子间相互作用势能包括价电子动能和价电子在核电场中的引力势能,价电子间的斥力势能和核间斥力势能.原子结合能是两个孤立原子形成化学键后释放的能量,就是化学键能(通常总是正值).是原子在成键前后价电子动能、势能、核间斥力势能总和的差,其中成键前,核间斥力势能为零.化学键能通常以每mol化学键键能总量表示.晶体结合能是晶体中所有原子从孤立原子形成晶体所释放的能量,近似等于晶体中所有化学键能的总和.通常晶体结合能以每摩尔物质的结合能表示.对于离子晶体、金属晶体情况与原子晶体相同,只不过化学键的类型不同.对于分子晶体,内能中还应增加一个层次,就是1分子热振动能(包括振动势能)
2分子间相互作用势能3分子内部原子间相互作用势能(与化学键能相关,不考虑化学键的振动,这部分已考虑在分子振动能中)
4以下层次同原子晶体.对分子晶体,晶体结合能通常理解为游离(气态)分子形成晶体后释放的能量.这些概念较透彻搞清不是很容易.如有不明欢迎追问.
晶格能的主要影响因素是离子电荷,电荷越高,晶格能越大。其次就是离子半径,离子越小,晶格能越大。再下来是离子构型,离子外层d电子越多,越容易发生离子极化,相应晶格能会下降。
晶格能是指在标准状况下,使离子晶体变成气态正离子和气态负离子时所吸收的能量,它是度量晶格稳定性的参数。影响晶格能大小的因素有离子半径、离子电荷以及离子的电子层构型等.电荷高、半径小的离子,其晶格能大。
又称晶架。①泛指晶体的空间格子这一几何图形。②即“晶体结构”。因为组成晶体的原子、离子或分子在晶体内部的分布都是符合于空间格子的规律而表现为格子状的。
概念源于晶体学点阵。晶体学点阵是体现晶体结构内离子、原子、分子等在三维空间分布上公有周期性的几何图形。将反映晶体结构三维周期性的三个互不共面的基向量与整数m、n、p线性组合所得平移向量群(m,n,p=0,±1,±2…)中所有向量逐个作用于点阵点原点,即可导出一个由诸向量终点所构成的三维空间点阵。点阵及与之对应的平移群分别是反映晶体结构周期性的几何形式与代数形式。若以基向量对应的线段将相邻点阵点连接起来,则导出与晶体结构相对应的晶格
晶格能受离子半径和离子所带电荷的影响,离子半径越小,所带电荷越多,晶格能就越大。离子晶体熔化过程,其实是离子间相互作用力(离子键)被破坏的过程,被破坏后,离子就可以自由移动了。所以晶格能越大,离子晶体熔点就越高。
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