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词条 点阵能
释义 dianzhenneng
点阵能(卷名:化学)
lattice energy
  也称晶格能,是指由相互远离的气态离子或分子形成 1摩尔化合物晶体时所释放出的能量(更严谨的定义还须指定温度),因晶体具有点阵式的周期性结构,故得名。如对由正、负离子M+和X-组成的离子晶体,下式中的U 即形成1摩尔离子化合物MX的点阵能:
 
M+(气态)+X-(气态)─→MX(晶态)+U


  点阵能是衡量晶体中离子间或分子间键结合能大小的一个量度,是阐明晶体物理、化学性质的重要物理量。分子晶体的点阵能因以分子间作用力为基础,比离子晶体的点阵能要小得多。例如,分子氮晶体的点阵能是7.1千焦/摩尔,而离子晶体氯化钠的点阵能为757.3千焦/摩尔。
  M.玻恩和A.朗德在1918年提出了二元型离子晶体点阵能的理论公式:
     

式中N为阿伏伽德罗数;m为与离子电子构型有关的玻恩指数;r0为最邻近的正、负离子的平衡距离(即离子键长);w+w-为正、负离子的电价;e为电子的电量;α为马德伦常数,它与离子晶体的结构类型有关,例如,氯化钠型和立方硫化锌型晶体的 α值分别为1.748与1.638。以氯化钠型结构的α值为例:
       

式中第一项的分子数 6代表与正离子最邻近的负离子数,分母数1是以r0为单位的正、负离子间距离;第二项的分子数12是正离子和次邻近的正离子数,分母数是以r0为单位的相应正、正离子间的距离,其余项可类推。显然,α 的导出是以库仑静电作用为基础的。
  点阵能较难由实验直接测定,但可根据玻恩-哈伯热化学循环,由金属元素M(气体)的电离能、非金属元素X(气体)的电子亲和能、M(晶体)的升华热和MX(晶体)的生成热等有关的热效应间接推算出来。
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更新时间:2024/7/2 23:02:57