碱金属卤化物
碱金属卤化物
碱金属卤化物是一类无机化合物,其通式为MX或MXn,其中M为碱金属,X为卤族元素。这类化合物中,氯化钠作为食盐的主要成分,是最重要的化合物之一。碱金属卤化物晶体中的F心是一个阴离子空位俘获一个电子构成的电中性缺陷,F心电子是在周围离子共同构成的势场作用下被束缚在离子空位处的。
研究背景
1998年,Nobel化学奖授予提出密度泛函理论的Walter Kohn及计算化学的John Pople,这标志着化学不再仅是实验科学,实验与理论同为化学的两大支柱。徐光宪院士在“结构化学”上撰文中将分子结构及其和性能的定量关系”列为21世纪化学的“四个世纪难题”之一,成为结构化学乃至整个化学的主要研究内容之一。根据化学的一条基本规律“结构决定性能,性能反映结构”,结构与其性能之间必然存在密切的相关关系。目前多是定性地描述这种关系,未能予以定量推断。为此,化学家们进行了不懈地探索,提出了多种分子结构的数值表征方法,其中拓扑指数法最为简便有效。本文便是根据分子拓扑学理论,建构原子特征连接性指数(mF),其1阶指数(1F)不仅对无机化合物分子的结构实现唯一性表征,而且与碱金属卤化物的F心能带[E(F)]、晶格能(U)、标准(Smθ)等性能呈现良好的定量关系。
碱金属卤化物的影响规律
1. 在碱金属相同情况下,M-X键的离子性按F、Cl、Br、I顺序依次下降,相应的1F是减小的;
2. 在卤族元素相同情况下,随Li、Na、K、Rb、Cs的电负性下降,1F随之减小。此递变趋势与E(F)的递变规律是吻合的;
3. 影响E(F)的因素还有成键原子的质量(m,应为M与X原子的质量之和)。m越大,相应的原子半径越大(电负性越小),其键长R越大,导致E(F)越低。
结构与性质
大多数碱金属卤化物为立方晶系晶体,金属和卤素有着八面体配位几何结构,每个离子的配位数为6。氯化铯溴化铯碘化铯为体心立方晶体,对于较大的金属阳离子(与卤族元素阴离子),其配位数为8。碱金属卤化物为白色粉末或无色晶体,在高温下熔化得到无色的液体。它们的高熔点反映了它们的高晶格能。在更高的温度下,这些液体蒸发,产生由双原子分子组成的气体。除了碱金属氟化物氟化锂微溶于水)及氯化锂水溶液呈弱碱性外,其它碱金属卤化物水溶性呈中性。这些化合物可以溶于极性溶剂,得到高度溶剂化的阴离子与阳离子的溶液。碱金属卤化物熔融时可以溶解相应的碱金属,其中在熔点可以完全混溶
参考资料
目录
概述
研究背景
碱金属卤化物的影响规律
结构与性质
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