化学自习室


按字母检索
学习小专题

数据词典

元素手册

元素周期表

假期高中化学辅导课程:

国家中小学课程资源高中化学在线课堂实录,涵盖必修第一册、必修第二册、选择性必修一、选择性必修二等课程模块,由名师分课时讲解,与课堂教学同步,可作为化学学习的先修课或复习巩固课。

学习方式:先预习课本,再观看课程视频,再结合学习同步资料如《步步高》中导学案或学习笔记巩固知识点,最后再结合课时作业进一步提高。

学习说明:点击图片即可直达。

物质热稳定性、溶解性原理探讨之阴阳离子半径比

来源:未知作者:郑益强 点击:所属专题: 稳定性 溶解性
在无机化学中有这样一条规律:离子半径较大(或较小)的阳离子和离子半径较大(或较小)的阴离子形成的离子化合物热稳定性高,在水中的溶解度小;离子半径大小悬殊的阴阳离子形成的离子化合物热稳定性差,易溶于水,即大大结合稳 定,小小结合稳定,大小结合不稳定。这就是

网站温馨提示,请您保护好眼睛! 【视力保护色 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青(默认色) 灰 银河白 字体:

在无机化学中有这样一条规律:离子半径较大(或较小)的阳离子和离子半径较大(或较小)的阴离子形成的离子化合物热稳定性高,在水中的溶解度小;离子半径大小悬殊的阴阳离子形成的离子化合物热稳定性差,易溶于水,即大大结合稳 定,小小结合稳定,大小结合不稳定。这就是阴阳 离子半径大小匹配原理。

一、阴阳离子半径大小匹配原理的依据

离子晶体是由阴阳离子靠静电作用形成的。 由于各种阴阳离子大小不同,半径比(r+/r-)不 同,其配位数不同,离子晶体内阴阳离子的空间排列也不同,因此得到了不同类型的离子晶体。最常见的AB型有3种:ZnS型(配位数4,r+/r-为 0.225 ~0.414)、NaCl型(配位数6,r+/r-为0.414 ~0.732和 CsCl 型(配位数 8,r+/r-为 0.732~ 1.00)。

离子晶体之所以会取配位数不同的空间结 构,是因为形成离子晶体时,只有当阴阳离子紧靠 在一起时晶体才能稳定。由上可以看出,离子半径大小越接近,所形成的离子晶体配位数越多,空间利用率越高,阴阳离子之间则可以更充分接触, 而同号离子之间则越接触不良。因此,当阴阳离 子半径大小匹配时,阴阳离子之间的静电作用就 强烈,同号离子之间的排斥就弱,而要破坏这种强 烈的静电作用,消耗的能量也就越大。所以,当离 子晶体中阴阳离子半径大小越接近时,离子晶体 就越稳定,表现在热稳定性髙、在水中溶解度小等 方面。

二、阴阳离子半径大小匹配原理的应用

1.碱金属面化物的热穗定性及溶解性

在碱金属元素形成的阳离子中,Li半径最 小,Cs半径最大。卤素原子形成的阴离子中,F半径最小,I半径最大,根据阴阳离子半径大小匹配原理可推知:

(1)碱金属氟化物热稳定性次序为:LiF>NaF>KF>RbF>CsF

其溶解度大小次序为:LiF<NaF<KF<RbF<CsF

(2)碱金属碘化物热稳定性次序为:LiI<NaI<KI<RbI<CsI

其溶解度大小次序为:LiI >NaI> KI > RbI> CsI

2. 碱金属、碱土金属氢氧化物的溶解性

碱中的氢氧根(OH )是一个较小的阴离子,根据阴阳离子半径大小匹配原理,碱金属氢氧化 物的溶解度大小次序为:LiOH < NaOH < KOH < RbOH < CsOH 碱土金属氢氧化物溶解度大小次序为:Be(OH)2 <Mg(OH)2 < Ca(OH)2 < Sr(OH)2< Ba(OH)2

3. 碱金属、碱土金属生成氧化物情况

在氧形成的阴离子中,O2-半径小,过氧根(O22)、超氧根(O2)的半径较大。在与碱金属、碱土金属元素结合时,半径小的Li、Be2+、Mg2+、 Ca2+形成的是正常的氧化物,而半径大的K、 Rb、Cs、.Sr2+、Ba2+却能形成过氧化物和超氧化物。

4. 锂的含氧酸盐易分解

碱金属的含氧酸盐中,锂的含氧酸盐最易分解形成Li2O,这是因为半径小的O2-和半径小的 Li相匹配,容易形成稳定的Li2O,而含氧酸根的离子半径都较大。

5. 碱土金属碳酸盐的热稳定性

碱土金属碳酸盐在高温下能发生分解反应:

物质热稳定性、溶解性原理探讨之阴阳离子半径比

但其碳酸盐的热稳定性不同。这可由上述原理说 明:在 Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+4 种离子中,Mg2+半 径最小,因此和较小半径的O2-结合稳定,和半径 较大的CO32结合不稳定。Ba2+半径较大,相对来说它与C结合较稳定,因此按MgCO3 →BaCO3次序热稳定性升高,氧化物的稳定性应有:MgO> CaO >SrO> BaO;熔点也应有:MgO > CaO > SrO> BaO

6.   碱土金属碳酸盐、硫酸盐和铬酸盐的溶解性

CO32、SO42、CrO4皆属较大半径的阴离子, 按上述原理判断,碱土金属的碳酸盐、硫酸盐、铬 酸盐的溶解度应按Mg→Ba的次序降低。

7.   重金属卤化物的溶解度

如卤化银的溶解度为:AgF > AgCl > AgBr > AgI

在上述几例中,利用阴阳离子半径大小匹配原理推测的结果与实验事实是相吻合的。例如, 碱金属氟化物的标准生成焓从LiF到CsF 分别为-612、-569、-563、-549、-531(单位KJ/mol),说明从LiF到CsF热稳定性是减弱的。 再如,碱金属氢氧化物在293K时从LiOH到CsOH的溶解度分别是13、109、112、180、395.5(单位 克),说明溶解度是增大的。值得注意的是,由于影响物质性质的因素很多,因而阴阳离子半径匹 配原理也具有很大的局限性,如果不注意其使用范围,生搬硬套,可能会得出与事实相悖的结论。

(责任编辑:化学自习室)
用手机微信扫描以下二维码,可浏览、收藏、分享;若对您学习有帮助,请点击打赏图标,扫描二维码,赞助本站。
------分隔线----------------------------
数据统计中,请稍等!
------分隔线----------------------------
相关文章
说点什么吧
  • 全部评论(0
    还没有评论,快来抢沙发吧!
栏目列表
微信公众平台二维码
二维码图片
欢迎订阅网站动态,手机扫一扫就可以。
化学自习室APP下载二维码
化学自习室APP
欢迎使用化学自习室APP,扫码就可下载。
推荐内容
公益广告

返回顶部