由熔点的反常性说影响离子离子晶体结构性质的几何因素
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由熔点的反常性说影响离子晶体结构性质的几何因素
离子晶体是由阴阳离子交替存在构成的，影响离子晶体结构及物理性质的主要因素是晶格能，一般说来，晶格能越大，晶体越稳定，熔沸点越高，硬度越大。
晶格能受以下因素影响：
(1)离子所带电荷数越多，晶格能越大，晶体熔点越高；如熔点：MgO>NaCl>CsCl 。
(2)离子的半径越小，晶格能越大，晶体熔点越高；如熔点：NaCl>KCl>RbCl>CsCl 。
除此之外，影响离子晶体结构性质的因素还包括几何因素、电荷因素、键性因素。
本文只简单探讨其中的几何因素。
几何因素的内容可叙述为：晶体中阴阳离子的半径比，越接近1，晶体配位数越大，晶体越稳定。
当阴阳离子半径相差悬殊时，几何因素对离子晶体结构性质的影响，会起主要作用。
简单分析如下：
如下左图所示，当阴阳离子半径相差过于悬殊时，比如阳离子半径太小，阴离子半径过大，在晶体中阴离子之间几乎直接接触，相互间斥力较大，这种斥力使晶体稳定性降低，熔点降低。
如下右图所示，当阴阳离子半径比，越接近1，晶体配位数越大，晶体越稳定。
下表列出两种常见离子半径比与晶体配位数关系： 晶格能是决定晶体熔沸点的主要因素，电荷相同情况下，离子半径小，晶体熔点高。
下表是卤素阴离子与碱金属阳离子形成晶体的晶格能(kJ/mol)、离子半径比、熔点(℃)相关数据，以此来探究影响离子晶体结构性质的几何因素。
离子半径比接近1，
晶体中离子配位数较大,晶体稳定
离子半径相差过于悬殊，
同性离子间斥力使晶体不稳定
某些离子化合物晶格能(kJ/mol)、离子半径比、熔点(℃)
规律：每一种卤素分别与Li、Na、K、Rb、Cs形成化合物晶体时，晶格能均随碱金属离子半径增大而逐渐减小，大多数化合物熔点随晶格变小而降低。
异常：LiF、LiCl、LiBr、LiI、NaI的熔点不符合递变规律。
原因：以氯化物为例进行分析，Li+半径极小，与阴离子半径比远小于1(接近0.4及以下)，几何因素起主要作用，导致晶体不稳定，熔点偏低。
虽然氯化锂的晶格能在所有氯化物中最大，但是晶体熔化时并不需要克服全部晶格能，只需要克服部分晶格能即可，此时决定氯化锂晶体熔点的主要因素是几何因素而不是晶格能。
表中只有氟化锂熔点最为特殊，应与其它因素有关，本文不进行探究。
以下是应用实例：例1．分析表中数据，找出数据异常之处并分析原因。
某些氧化物离子间晶格能(kJ/mol)与对应化合物熔点(℃)
异常：BeO熔点不符合递变规律。
原因：Be2+半径极小，与阴离子半径比远小于1，几何因素起主要作用，导致晶体不稳定，熔点偏低。
例2．分析下表中数据，找出数据变化规律及原因。
碳酸盐中阳离子半径与热分解温度
规律：随着阳离子半径越大，热分解温度逐渐升高。
原因：CO32-作为原子团离子，半径非常巨大，随着阳离子半径越大，其半径与CO32-半径比越接近1，晶体越稳定，热分解温度逐渐升高。
同理我们可以预测溶解度：
BeCO3> MgCO3> CaCO3> SrCO3> BaCO3；
BeSO4> MgSO4> CaSO4> SrSO4> BaSO4。
