在晶体结构中,有原子和离子,它们的特性对晶体有重要意义。
在晶体结构中,每个原子或离子的中心之间都有一定的距离,这是相互作用的原子静电引力和斥力平衡的结果。说明每个原子和离子都有一个其他原子或离子无法侵入的作用范围。这个作用范围被认为是一个球体,它的半径称为原子或离子的有效半径。
原子或离子的有效半径主要取决于其自身的电子层构型。就一个元素的粒子而言,电价有不同的半径。此外,还受化学键、配位数等因素的影响。事实上,在晶体结构中,当原or离子通过不同的键力与周围的粒子相连时,它们的有效半径会明显不同。对应三种不同的化学键,离子半径、共价半径、金属原子半径都有区别。表3 & mdash2.表3 & mdash3分别列出了各种元素的离子半径、共价半径和金属原子半径。的离子半径是元素与氧或氟化物结合时,不同氧化态和配位情况下电磁场作用范围的值;共价键合的单质中原子间距的一半称为共价半径;金属中原子间距离的一半称为金属半径。根据表中所列数据,结合元素周期表,不难总结出元素原子半径和离子半径的如下变化:
(1)同一元素的原子半径,其共价半径总是小于金属原子的半径。
(2)同一元素的阳离子半径总是小于该元素的原子半径,正电价越高半径越小;阴离子的半径总是大于元素的原子半径,负电价越高,半径越大。
(3)同一元素氧化态相同时,离子半径随着配位数的增加而增加。
(4)同族元素的原子和离子半径随着元素周期数的增加而增加;同一时期,原子半径和阳离子半径随原子序数的增加而减小;因此,在周期表从左上到右下的对角线方向上,阳离子的半径几乎彼此相等。
⑤期元索(57)。71),景荣的太阳电离半径随着原子序数的增加而减小。这种现象叫做周期收缩。这是因为,随着原子数的增加,增加的电子不是填充在最外层,而是填充在第二外层或者第二外层。但不断增加的核电荷增加了原子核对核外电子的吸引力,导致半径收缩。由于铜系收缩的影响,调谐元件的半径差很小,甚至与同族前一个元件的半径差相等。
(6)一般来说,阳离子的半径小于阴离子的半径;阳离子的半径往往在1-mdash之间;阴离子半径为12-22纳米。o(7)过渡元素离子半径的变化趋势是复杂的,有其独特的规律性,可以用晶体场理论满意地解释。而原子离子半径的大小,尤其是相对大小,对晶体结构中粒子的排列有很大的影响。晶体结构可以看作是各种尺寸(一般为球形)的颗粒紧密堆积的系统。