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.

Е_{ионизации}Cs = 3,86 эВ > Е_{сродства 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 = Е_пр. + Е_отт. = − 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: µ_инд.= 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	O^2-	2,47	2,3
Na⁺	0,168	0,92	Mg²⁺	0,093	0,29	Cl^-	3,21	5,92	S^2-	8,05	5,3
K⁺	0,799	2,35	Ca²⁺	0,497	0,97	Br^-	4,49	7,50	Se^2-	10,3	7,0
Rb⁺	1,340	3,18	Sr²⁺	0,92	1,40	I^-	6,81	10,60	Te^2-	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⁺<Ne^o < F^- < O^2-

<8 91011 12 13 14 >

Дата добавления: 2015-08-08; просмотров: 722;