

علم الكيمياء

تاريخ الكيمياء والعلماء المشاهير

التحاضير والتجارب الكيميائية

المخاطر والوقاية في الكيمياء

اخرى

مقالات متنوعة في علم الكيمياء

كيمياء عامة


الكيمياء التحليلية

مواضيع عامة في الكيمياء التحليلية

التحليل النوعي والكمي

التحليل الآلي (الطيفي)

طرق الفصل والتنقية


الكيمياء الحياتية

مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية

الكاربوهيدرات

الاحماض الامينية والبروتينات

الانزيمات

الدهون

الاحماض النووية

الفيتامينات والمرافقات الانزيمية

الهرمونات


الكيمياء العضوية

مواضيع عامة في الكيمياء العضوية

الهايدروكاربونات

المركبات الوسطية وميكانيكيات التفاعلات العضوية

التشخيص العضوي

تجارب وتفاعلات في الكيمياء العضوية


الكيمياء الفيزيائية

مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية

الكيمياء الحرارية

حركية التفاعلات الكيميائية

الكيمياء الكهربائية


الكيمياء اللاعضوية

مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية

الجدول الدوري وخواص العناصر

نظريات التآصر الكيميائي

كيمياء العناصر الانتقالية ومركباتها المعقدة


مواضيع اخرى في الكيمياء

كيمياء النانو

الكيمياء السريرية

الكيمياء الطبية والدوائية

كيمياء الاغذية والنواتج الطبيعية

الكيمياء الجنائية


الكيمياء الصناعية

البترو كيمياويات

الكيمياء الخضراء

كيمياء البيئة

كيمياء البوليمرات

مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية

الكيمياء الاشعاعية والنووية
Structure
المؤلف:
Peter Atkins، Julio de Paula
المصدر:
ATKINS PHYSICAL CHEMISTRY
الجزء والصفحة:
ص717-718
2025-12-22
49
Structure
When crystals of compounds of monatomic ions (such as NaCl and MgO) are modelled by stacks of hard spheres it is essential to allow for the different ionic radii (typically with the cations smaller than the anions) and different charges. The coordination number of an ion is the number of nearest neighbours of opposite charge; the structure itself is characterized as having (n+,n−) coordination, where n+ is the coordination number of the cation and n− that of the anion. Even if, by chance, the ions have the same size, the problems of ensuring that the unit cells are electrically neutral makes it impossible to achieve 12-coordinate close packed ionic structures. As a result, ionic solids are generally less dense than metals. The best packing that can be achieved is the (8,8)-coordinate caesium-chloride structurein which each cation is surrounded by eight anions and each anion is surrounded by eight cations (Fig. 20.37). In this structure, an ion of one charge occupies the centre of a cubic unit cell with eight counter ions at its corners. The structure is adopted by CsCl itself and also by CaS, CsCN (with some distortion), and CuZn. When the radii of the ions differ more than in CsCl, even eight-coordinate packing cannot be achieved. One common structure adopted is the (6,6)-coordinate rock-salt structure typified by NaCl (Fig. 20.38). In this structure, each cation is surrounded by six anions and each anion is surrounded by six cations. The rock-salt structure can be pictured as consisting of two interpenetrating slightly expanded cubic F (fcc) arrays, one composed of cations and the other of anions. This structure is adopted by NaCl itself and also by several other MX compounds, including KBr, AgCl, MgO, and ScN. The switch from the caesium-chloride structure to the rock-salt structure is related to the value of the radius ratio, γ:
γ =
The two radii are those of the larger and smaller ions in the crystal. The radius-ratio rule states that the caesium-chloride structure should be expected when γ > 31/2 − 1 = 0.732 and that the rock-salt structure should be expected when 21/2 − 1 = 0.414 < γ < 0.732. For γ < 0.414, the most efficient packing leads to four-coordination of the type exhibited by the sphalerite (or zinc blende) form of ZnS (Fig. 20.39). The rule is derived by considering the geometrical problem of packing the maximum number of hard spheres of one radius around a hard sphere of a different radius. The deviation of a structure from that expected on the basis of the radius-ratio rule is often taken to be an indication of a shift from ionic towards covalent bonding; however, a major source of unreliability is the arbitrariness of ionic radii and their variation with coordination number. Ionic radii are derived from the distance between centres of adjacent ions in a crystal. However, we need to apportion the total distance between the two ions by defining the radius of one ion and then inferring the radius of the other ion. One scale that is widely used is based on the value 140 pm for the radius of the O2− ion (Table 20.3).
Other scales are also available (such as one based on F−for discussing halides), and it is essential not to mix values from different scales. Because ionic radii are so arbitrary, predictions based on them must be viewed cautiously.
Fig. 20.37 The caesium-chloride structure consists of two interpenetrating simple cubic arrays of ions, one of cations and the other of anions, so that each cube of ions of one kind has a counter-ion at its centre.
Fig. 20.38 The rock-salt (NaCl) structure consists of two mutually interpenetrating slightly expanded face-centred cubic arrays of ions. The entire assembly shown here is the unit cell.
Fig. 20.39 The structure of the sphalerite form of ZnS showing the location of the Zn atoms in the tetrahedral holes formed by the array of S atoms. (There is an S atom at the centre of the cube inside the tetrahedron of Zn atoms.)
الاكثر قراءة في مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
الآخبار الصحية

قسم الشؤون الفكرية يصدر كتاباً يوثق تاريخ السدانة في العتبة العباسية المقدسة
"المهمة".. إصدار قصصي يوثّق القصص الفائزة في مسابقة فتوى الدفاع المقدسة للقصة القصيرة
(نوافذ).. إصدار أدبي يوثق القصص الفائزة في مسابقة الإمام العسكري (عليه السلام)