題:
為什麼銫陽離子的半徑小於氯離子的半徑?
Newton
2016-12-12 11:21:10 UTC
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我目前正在研究離子化合物的結構,以及如何使用半徑比預測離子在晶格中的可能排列。我的書提到氯化銫中的陽離子與陰離子半徑之比約為0.93,並且由於該數字介於0.732和1之間,因此它暗示了配位數為8的立方排列。

但是銫在週期表的第6個週期,而氯在第3個週期。銫陽離子類似於氙,它在第5個時期。氯離子與週期3元素氬類似,這意味著兩個原子之間存在兩個殼。氯化物的離子半徑如何更大?通常,要使陽離子大於陰離子,需要多少個“差異殼”?

我認為這可能僅僅是核彈。 5p Cs原子中電子的有效核電荷為13.651。另一方面,3s Cl原子中電子的有效核電荷為6.1161。 http://www.knowledgedoor.com/2/elements_handbook/clementi-raimondi_effective_nuclear_charge.html#chlorine我認為銫不會產生類似於鑭系元素收縮的作用。
一 回答:
Jan
2016-12-12 22:26:07 UTC
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這是學生在比較半徑時經常會忘記的東西:殼不僅僅是簡單的加法。

如果沿著八個元素從鋰到鈉移動,那麼您不僅要填充第二個殼並放入一個電子進入第三個電子時,您還需要在每個附加電子中向核添加一個質子。核電荷越大,電子所經歷的靜電勢就越大。而且,潛力越大,將它們引向原子核的力越強,因此軌道將變得越緊湊。因此,儘管每個新的周期都會擴大原子半徑,但是每個添加的質子都會減小原子半徑。因此,儘管鈉原子總是比電子上可比的鋰原子大,但原子的大小不會無限增大。

可以對電荷進行類似的討論。向混合物中添加電子會增加電子排斥力(更多的負電荷),而去除電子排斥力則會降低。因此,隨著每個正電荷,陽離子將變小,而隨著每個負電荷,陰離子將變大。所有這些導致相當複雜的計算。人們應該永遠記住,除非原子半徑在元素週期表中簡單地向上/向下或向左/向右移動,否則很難輕易猜出它。

關於第二個問題:如果陰離子的殼層很少,而陽離子的殼層非常多,則陰離子可能比陽離子小。不幸的是,有關離子半徑的Wikipedia文章沒有引用氫陰離子的大小,否則氫陰離子會成為強力競爭者。取而代之的是,表中最小的陰離子為$ \ ce {F-} $,六坐標狀態下的晶體離子半徑為$ 119〜\ mathrm {pm} $。快速尋找更大的陽離子可得到鉀離子,其離子半徑為152〜\ mathrm {pm} $。用有效離子半徑(第二張表)表示,氟化物具有$ 133〜\ mathrm {pm} $,而$ \ ce {K +} $具有$ 138〜\ mathrm {pm} $。因此,通過這兩組值,$ \ ce {KF} $中的陽離子都大於陰離子。

在晶體離子半徑中,氯化物小於銫和fr,而後兩者的有效離子半徑為

如您所見,沒有硬性規定。氟化物與鉀的作用是一個週期和兩個元素的區別,而氯化物與乙ka的作用是四個週期和兩個元素的作用。

有效離子半徑和晶體離子半徑有什麼區別?
@Kalyan我必須引導您參閱Wikipedia文章。我認為,有效做法更接近鮑林使用的價值觀。


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