Ионная связь. Ионные молекулы существуют только в парах над нагретыми солями
Ионные молекулы существуют только в парах над нагретыми солями. Энергия разрыва ионной связи не определяется энергией притяжения ионов.
Еионизации Cs = 3,86 эВ > Есродства к электрону Cl = 3,83 эВ
Таким образом, даже такая «предельно ионная» молекула CsCl фактически не является ионной на 100%. Силы притяжения имеют кулоновскую природу, а в силах отталкивания необходимо учитывать квантовую составляющую сил отталкивания, которая зависит от корреляции спинов. Е отт. = B/ rn (М. Борн) , где r- межионное расстояние
В- некоторая константа, п –показатель степени(≈ 9).
Потенциальная энергия для однозарядных ионов:
Е = Епр. + Еотт. = − e2/ r + B/rn ( e – заряд электрона).
Нужно отметить, что в парах ионных соединений содержатся не только молекулы, а также простые и сложные ионы. Например, в парах NaCl имеются следующие частицы: NaCl, (NaCl)2, (NaCl)3, (Na2Cl)+, (NaCl2)- .
Отклонения от чисто ионной связи можно рассматривать как результат электростатического воздействия ионов друг на друга, считая их деформируемыми системами, при этом не учитывающих изменение кинетической энергии электронов и их волновые свойства.
В первом приближении индуцированный дипольный момент можно считать пропорцианальным напря жённости электрического поля Е: µинд.= αЕ, где α- поляризуемость частицы(измеряется в Кл ∙м2/В).
Таблица 4 Поляризуемость α ( Кл∙м2/В) и кубы радиусов r3(м3) некоторых ионов.
Ион | α∙ 1040 | r3∙1030 | Ион | α∙ 1040 | r3∙1030 | Ион | α∙1040 | r3∙1030 | Ион | α∙1040 | r3∙1030 |
Li+ | 0,026 | 0,32 | Be2+ | 0,007 | 0,043 | F- | 0,86 | 2,35 | O2- | 2,47 | 2,3 |
Na+ | 0,168 | 0,92 | Mg2+ | 0,093 | 0,29 | Cl- | 3,21 | 5,92 | S2- | 8,05 | 5,3 |
K+ | 0,799 | 2,35 | Ca2+ | 0,497 | 0,97 | Br- | 4,49 | 7,50 | Se2- | 10,3 | 7,0 |
Rb+ | 1,340 | 3,18 | Sr2+ | 0,92 | 1,40 | I- | 6,81 | 10,60 | Te2- | 14,5 | 9,4 |
Cs+ | 2,310 | 4,67 | Ba2+ | 1,67 | 2,40 |
В электрическом поле ион или молекула деформируются, т.е. в них происходит относительное смещение ядер и электронов. Такая деформируемость ионов и молекул называется поляризуемостью. Поскольку наименее прочно в атоме связаны электроны внешнего слоя, то они испытывают смещение в первую очередь.
В первом приближении поляризация иона обусловлена только деформацией внешней электронной оболочки. При одинаковых зарядах и близких радиусах поляризация минимальна у ионов с конфигурацией благородного газа и максимальна – у ионов с 18 внешними электронами. Промежуточное значение поляризации – у ионов переходных металлов с незавершённой d-оболочкой. Значительная поляризуемость ионов d-элементов объясняется большим числом внешних электронов у них. Поляризуемость ионов элементов в каждой подгруппе растёт с увеличением порядкового номера. Для элемента с разными зарядами поляризуемость тем меньше, чем больше его заряд. В ряду изоэлектронных ионов с конфигурацией атомов благородных газов поляризуемость растёт с уменьшением положительного заряда: Mg2+ < Na+ < Neo < F- < O2-
Дата добавления: 2015-08-08; просмотров: 780;