Химическая связь в курсе неорганической химии (ионная связь). Часть 3. Гончаров Е.Г - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

18
íîå âçàèìîäåéñòâèå äàííîãî èîíà ñ êàêèì-ëèáî îäíèì èîíîì ïðîòè-
âîïîëîæíîãî çíàêà.
Èîííûå ìîëåêóëû ìîæíî âñòðåòèòü òîëüêî â ïàðîâîé ôàçå, ãäå ñóùå-
ñòâóþò, êðîìå ïðîñòûõ ìîëåêóë (òèïà NaCl), àññîöèàòû ìîëåêóë (NaCl)
2
,
(NaCl)
3
, à òàêæå ðàçëè÷íûå ñëîæíûå èîíû (Na
2
Cl
+
, NaCl
-
2
).
Äëÿ èîííûõ ìîëåêóë ñðàâíèòåëüíî ïðîñòî ðàññ÷èòàòü ýíåðãèþ ñâÿçè,
èñõîäÿ èç ýëåêòðîñòàòè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ èîíîâ, êîòîðîå îïèñûâà-
åòñÿ çàêîíîì Êóëîíà. Åñëè ðàññìàòðèâàòü èîíû êàê íåäåôîðìèðóåìûå
çàðÿæåííûå øàðû ñ çàðÿäàìè z
+
è z
-
, òî âçàèìîäåéñòâèå ìåæäó íèìè áó-
äåò îïèñûâàòüñÿ çàêîíîì Êóëîíà è èçìåíåíèå âíóòðåííåé ýíåðãèè, ñâÿ-
çàííîå ñ ýëåêòðîñòàòè÷åñêèì ïðèòÿæåíèåì ìåæäó äâóìÿ èçîëèðîâàííûìè
èîíàìè (íàïðèìåð Na
+
è Cl
-
), îïðåäåëÿåòñÿ óðàâíåíèåì
r
4
e
z
z
U
0
2
ïð
πε
−=∆
−+
,(5)
ãäå
+
- ìîäóëü ïîëîæèòåëüíîãî çàðÿäà;
−
z
- ìîäóëü îòðèöàòåëüíîãî
çàðÿäà; å çàðÿä ýëåêòðîíà = 1, 002 10
-19
Êë; ε
0
äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöà-
åìîñòü âàêóóìà =8,854 ·10
-2
Ô/ì; r  ðàññòîÿíèå ìåæäó ÿäðàìè èîíîâ (ì).
Çàâèñèìîñòè ýíåðãèè ïðèòÿæåíèÿ îò ðàññòîÿíèÿ (U
ïð
=f(r)) îòâå÷àåò
íèæíÿÿ ïóíêòèðíàÿ êðèâàÿ íà ðèñ.15.
Ðèñ.15 Êðèâûå ïîòåíöèàëüíîé ýíåðãèè äëÿ èîííîé ìîëåêóëû
Íà î÷åíü ìàëûõ ðàññòîÿíèÿõ ìåæäó èîíàìè ïðîÿâëÿþòñÿ òàêæå ñèëû
îòòàëêèâàíèÿ, îáóñëîâëåííûå âçàèìîäåéñòâèåì ýëåêòðîííûõ îáîëî÷åê.
Áûëî ïîêàçàíî, ÷òî â ïåðâîì ïðèáëèæåíèè ýíåðãèþ îòòàëêèâàíèÿ ìîæ-
íî ïðèíÿòü îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíîé ðàññòîÿíèþ ìåæäó èîíàìè â ñòå-
ïåíè n:
∆U
îòò
= 1/r
n
, (6)
���������������������������������������������������������������
������������������
   ����������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������� ��
���������������������������������������������������������
   ����������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������
����� �������� �������� ����� �������������� ����� ���� ���������������
��������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������
                                               z+ z− e2
     ������������������������������ ∆U �� =−              �   ���
                                                4πε0 r
         +                                          −
   ���� z ��������������������������������� z ������������������������
���������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������
   ������������ �������� ����������� ��� ����������� ����������� ��������
�����������������������������������




     �������������������������������������������������������
   ��������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������
�������
                        ∆� �����������                      ���

��

Страницы