3.2 晶體化學(xué)基本原理(3)

    3.2.3 電負(fù)性

    在金屬晶體中，質(zhì)點(diǎn)之間主要表現(xiàn)為純金屬鍵。對(duì)于高分子材料，則分子之間主要表現(xiàn)為分子鍵。在離子晶體中，除了金屬鍵外，其他3種鍵都可能存在，而且由于存在著離子極化現(xiàn)象，使得離子鍵向共價(jià)鍵過渡。Pauling指出用元素的電負(fù)性差值ΔX=X_A-X_B來計(jì)算化合物中離子鍵的成分。
    元素的電負(fù)性是這樣規(guī)定的：當(dāng)原子失去一個(gè)電子時(shí)所需要消耗的能量（即電離能），用I表示；當(dāng)獲得一個(gè)電子時(shí)所釋放的能量（即電子親合能），用Y表示。習(xí)慣上以0.18（I+Y）稱為元素的電負(fù)性，用以比較各種元素吸引電子的能力。0.18這個(gè)系數(shù)是為了以Li元素的電負(fù)性為1而引入的。表3-4和圖3-5列出了元素的電負(fù)性值以及電負(fù)性差值與離子鍵分?jǐn)?shù)的關(guān)系。如NaCl，ΔX=3.0-0.9=2.1，以離子鍵為主。SiC，ΔX=2.5-1.8=0.7，以共價(jià)鍵為主。對(duì)于SiO₂，ΔX=3.5-1.8=1.7，Si-O鍵既有離子性又有共價(jià)性。因此可以看出，兩個(gè)元素電負(fù)性的差值越大，結(jié)合時(shí)離子鍵的成分越高；反之，則共價(jià)鍵的成分占主導(dǎo)。離子晶體，特別是硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中，純粹的離子鍵或者純粹的共價(jià)鍵是很少見的，普遍的情況是存在著鍵的過渡形式。鍵性對(duì)晶體結(jié)構(gòu)的影響前面已有述及。必須指出，以電負(fù)性差值判斷離子鍵的分?jǐn)?shù)僅有定性的參考價(jià)值。
        
   3.2.4 結(jié)晶化學(xué)定律

     哥希米德（Goldschmidt）在研究晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，綜合考慮了影響晶體結(jié)構(gòu)的因素，提出了哥希米德定律，即：晶體的結(jié)構(gòu)取決于其組成質(zhì)點(diǎn)的數(shù)量關(guān)系、大小關(guān)系和極化性能，常稱為結(jié)晶化學(xué)定律。它定性地概括了影響晶體結(jié)構(gòu)的3個(gè)主要因素。對(duì)于離子晶體，則：
     (1) 物質(zhì)的化學(xué)式類型不同，常會(huì)得到不同的晶體結(jié)構(gòu)。如很多AX型物質(zhì)具有NaCl型結(jié)構(gòu)，A₂X₃型物質(zhì)為剛玉型結(jié)構(gòu)。由相同的陰、陽離子構(gòu)成的TiO₂和Ti₂O₃，由于數(shù)量關(guān)系不同，前者為金紅石型結(jié)構(gòu)，而后者為剛玉型結(jié)構(gòu)。
     (2) 晶體中質(zhì)點(diǎn)大小不同，反映了離子半徑比值（）不同，因而配位數(shù)和晶體結(jié)構(gòu)也不同。
    (3) 晶體中組成質(zhì)點(diǎn)的極化性能不同，反映了各離子的極化率不同，則晶體結(jié)構(gòu)也不相同。
    總之，晶體結(jié)構(gòu)與離子的數(shù)量、離子半徑比和離子的極化率有關(guān)，但何者起決定作用，依具體情況而定，不能一概而論。