已知LiI晶体结构为NaCl型,实验测得Li+和I-最邻近的距离为3.02×10-10 m

已知LiI晶体结构为NaCl型,实验测得Li+和I-最邻近的距离为3.02×10-10 m,假定I-和Li+都是刚性球,试完成下列问题:

(1)欲计算得Li+和I-的近似半径,你还必须做何假设?

(2)计算Li+、I-的近似半径。

(3)若用另一种方法测得Li+的半径为6.0×10-11~6.8×10-11 m,试验证你的假设是否正确。

答案

(1)运用假设方法,从复杂的微观体系中抽象出数学模型。欲求得I-和Li+的近似半径,除假设I-和Li+是刚性球外,还需要再假定两刚性球间彼此相切,这才将Li+和I-的距离看成是两离子半径之和。

(2)根据NaCl的晶体结构即可建立如图所示的“数学模型”。设图中大圆表示I-,半径为r-,小圆为Li+,半径为r+,则有如下关系:

AC=2(r++r-)                                          ①

=sin 45°                                     ②

BC=2r-                                            ③

由①②③式,得

=0.414                ④

又由假定知:r++r-=0.302 nm             ⑤

④⑤联立求解r+=0.088 nm,r-=0.214 nm

(3)r+>0.060~0.068 nm,说明可将Li+和I-看成刚性球但实际不相切。因为电子之间互相排斥,致使两离子半径之和小于它们之间的理论距离。


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