Poměr kation-anionového poloměru - Cation-anion radius ratio

Poměr kritického poloměru. Tento diagram je pro koordinační číslo šest: 4 anionty v zobrazené rovině, 1 nad rovinou a 1 níže. Mez stability je na rC/ rA = 0.414

Anionty jsou větší než kationty. Aniony velké velikosti zabírají místa mřížky, zatímco kationty malé velikosti se nacházejí v dutinách. Poměr poloměru kationtu k aniontu se nazývá poloměr.

v fyzika kondenzovaných látek a anorganická chemie the poměr poloměru kation-anion (taky: pravidlo poloměru)[1] je poměr iontový poloměr kationtu do iontový poloměr anionu v kation-aniontu sloučenina. To je jednoduše dáno .

Podle Paulingova pravidla pro krystalové struktury, je povolená velikost kationtu pro danou strukturu určena poměrem kritického poloměru.[2] Pokud je kation příliš malý, přitáhne anionty do sebe a srazí se, takže sloučenina bude nestabilní kvůli odpuzování aniontů; k tomu dochází, když poměr poloměru klesne pod 0,155.

Na hranici stability se kation dotýká všech aniontů a anionty se dotýkají pouze na svých okrajích (poměr poloměru = 0,155). Pro poloměry větší než 0,155 může být sloučenina stabilní.

Níže uvedená tabulka uvádí vztah mezi poloměrem a koordinační číslo, které lze získat z jednoduchého geometrického důkazu.[3]

Poměr poloměruKoordinační čísloTyp prázdnotyPříklad
< 0.1552Lineární
0.155 - 0.2253Trojúhelníkový rovinnýB2Ó3
0.225 - 0.4144ČtyřbokáZnS, CuCl
0.414 - 0.7326OsmistěnNaCl, MgO
0.732 - 1.0008KrychlovýCsCl, NH4Br

Pravidlo radius ratio bylo poprvé navrženo Gustavem F. Hüttigem v roce 1920.[4][5] V roce 1926 Victor Goldschmidt[4] rozšířil použití na iontové mřížky.[6][7][8]

Viz také

Tvář centrovaný kubický

Reference

  1. ^ Záchrana pravidla rádiusového poměru Anna Michmerhuizen, Karine Rose, Wentiirim Annankra a Douglas A. Vander Griend, Journal of Chemical Education 2017 94 (10), 1480-1485 doi:10.1021 / acs.jchemed.6b00970
  2. ^ Linus Pauling (1960) Povaha chemické vazby, str. 544, v Knihy Google
  3. ^ Toofan J. (1994) Journal of Chemical Education 71(2): 147 doi:10.1021 / ed071p147 (a Erratum 71 (9): 749 doi:10.1021 / ed071p749 ) Jednoduchý výraz mezi poměrem kritického poloměru a koordinačními čísly
  4. ^ A b Původ pravidel iontového poloměru William B. Jensen, Journal of Chemical Education 2010 87 (6), 587-588 doi:10.1021 / ed100258f
  5. ^ Hüttig, G. F. (1920), Notiz zur Geometrie der Koordinationszahl. Z. Anorg. Allg. Chem., 114: 24–26. doi:10.1002 / zaac.19201140103
  6. ^ V. Goldschmidt, T. Barth, G. Lunde, W. Zachariasen, Geochemische Verteilungsgesetze der Elemente. VII. Die Gesetze der Krystallochemie, Dybwad: Oslo, 1926, s. 112-117.
  7. ^ V. Goldschmidt, Geochemische Verteilungsgesetze der Elemente. VIII. Untersuchungen über Bau und Eigenschaften von Krystallen, Dybwad: Oslo, 1927, s. 14-17
  8. ^ V. Goldschmidt, „Krystalová struktura a chemická konstituce“, Trans. Faraday Soc. 1929, 25, 253-283. doi:10.1039 / TF9292500253