அயனி படிகம். அளவு. புத்தகங்களில் "அயனி படிகங்கள்"

அயனி படிகங்களை உருவாக்கும் அயனிகள் மின்னியல் சக்திகளால் ஒன்றாக இணைக்கப்படுகின்றன. எனவே, அயனி படிகங்களின் படிக லேட்டிஸின் அமைப்பு அவற்றின் மின் நடுநிலைமையை உறுதி செய்ய வேண்டும்.

படத்தில். 3.24-3.27 அயனி படிகங்களின் மிக முக்கியமான வகை படிக லட்டுகளை திட்டவட்டமாக சித்தரிக்கிறது மற்றும் அவற்றைப் பற்றிய விரிவான தகவல்களை வழங்குகிறது. அயனி லட்டியில் உள்ள ஒவ்வொரு வகை அயனிக்கும் அதன் சொந்த ஒருங்கிணைப்பு எண் உள்ளது. இவ்வாறு, சீசியம் குளோரைட்டின் படிக லேட்டிஸில் (படம். 3.24), ஒவ்வொரு Cs+ அயனியும் எட்டு Cl" அயனிகளால் சூழப்பட்டுள்ளது, எனவே, ஒரு ஒருங்கிணைப்பு எண் 8 உள்ளது. அதேபோல், ஒவ்வொரு Cl- அயனியும் எட்டு Cs+ அயனிகளால் சூழப்பட்டுள்ளது, அதாவது. , 8 இன் ஒருங்கிணைப்பு எண்ணையும் கொண்டுள்ளது. எனவே சீசியம் குளோரைட்டின் படிக லட்டு 8: 8 இன் ஒருங்கிணைப்பைக் கொண்டுள்ளது என்று நம்பப்படுகிறது. சோடியம் குளோரைட்டின் படிக லட்டு 6: 6 (படம். 3.25) ஒருங்கிணைப்பைக் கொண்டுள்ளது. ஒவ்வொரு சந்தர்ப்பத்திலும் படிகத்தின் மின் நடுநிலைமை பராமரிக்கப்படுகிறது.

அயனி லட்டுகளின் படிக அமைப்பின் ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் வகை முக்கியமாக பின்வரும் இரண்டு காரணிகளால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது: கேஷன்களின் எண்ணிக்கையின் விகிதம் அனான்களின் எண்ணிக்கை மற்றும் கேஷன்கள் மற்றும் அனான்களின் ஆரங்களின் விகிதம்.

ஜி மையப்படுத்தப்பட்ட கன அல்லது எண்முக

அரிசி. 3.25 சோடியம் குளோரைட்டின் (பாறை உப்பு) படிக அமைப்பு.

சீசியம் குளோரைடு (CsCl), சோடியம் குளோரைடு (NaCl) மற்றும் துத்தநாக கலவை (துத்தநாக சல்பைட் ZnS) ஆகியவற்றின் படிக லட்டுகளில் உள்ள அயனிகளின் எண்ணிக்கைக்கும் கேஷன்களின் எண்ணிக்கைக்கும் உள்ள விகிதம் 1:1 ஆகும். எனவே, அவை ஸ்டோச்சியோமெட்ரிக் வகை AB என வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. புளோரைட் (கால்சியம் புளோரைடு CaF2) AB2 ஸ்டோச்சியோமெட்ரிக் வகையைச் சேர்ந்தது. ஸ்டோச்சியோமெட்ரி பற்றிய விரிவான விவாதம் அத்தியாயத்தில் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது. 4.

கேஷன் (A) இன் அயனி ஆரம் மற்றும் அயனியின் (B) அயனி ஆரம் விகிதம் rJrB எனப்படும் அயனி ஆரம் விகிதம். பொதுவாக, அயனி ஆரங்களின் விகிதம் அதிகமாக இருந்தால், லட்டுகளின் ஒருங்கிணைப்பு எண் அதிகமாகும் (அட்டவணை 3.8).

அட்டவணை 3.8. அயனி ஆரங்களின் விகிதத்தில் ஒருங்கிணைப்பின் சார்பு

ஒருங்கிணைப்பு அயனி ஆரம் விகிதம்

அரிசி. 3.26. துத்தநாக கலவையின் படிக அமைப்பு.

ஒரு விதியாக, அயனி படிகங்களின் கட்டமைப்பை அவை இரண்டு பகுதிகளைக் கொண்டிருப்பதைப் போல கருத்தில் கொள்வது எளிது - அயோனிக் மற்றும் கேஷனிக். எடுத்துக்காட்டாக, சீசியம் குளோரைட்டின் கட்டமைப்பானது கனசதுர கேஷனிக் அமைப்பு மற்றும் ஒரு கன அயனி அமைப்பு ஆகியவற்றைக் கொண்டதாகக் கருதலாம். அவை ஒன்றாக இரண்டு ஊடுருவும் (உள்ளு) கட்டமைப்புகளை உருவாக்குகின்றன, அவை ஒரு உடலை மையமாகக் கொண்ட கனசதுர அமைப்பை உருவாக்குகின்றன (படம் 3.24). சோடியம் குளோரைடு, அல்லது பாறை உப்பு போன்ற ஒரு அமைப்பு, இரண்டு கன கட்டமைப்புகளைக் கொண்டுள்ளது-ஒரு கேஷனிக் மற்றும் மற்றொன்று அயோனிக். அவை ஒன்றாக இரண்டு உள்ளமைக்கப்பட்ட கனசதுர கட்டமைப்புகளை உருவாக்குகின்றன, அவை ஒற்றை முகத்தை மையமாகக் கொண்ட கனசதுர அமைப்பை உருவாக்குகின்றன. இந்த அமைப்பில் உள்ள கேஷன்கள் மற்றும் அனான்கள் 6:6 ஒருங்கிணைப்புடன் ஒரு எண்முக சூழலைக் கொண்டுள்ளன (படம் 3.25).

துத்தநாக கலவை வகை அமைப்பு முகத்தை மையமாகக் கொண்ட கனசதுர லட்டியைக் கொண்டுள்ளது(படம் 3.26). கேஷன்கள் ஒரு கனசதுர அமைப்பை உருவாக்குவது போலவும், அனான்கள் கனசதுரத்திற்குள் ஒரு டெட்ராஹெட்ரல் அமைப்பைக் கொண்டிருப்பதாகவும் நீங்கள் நினைக்கலாம். ஆனால் நாம் அயனிகளை ஒரு கனசதுர அமைப்பாகக் கருதினால், கேஷன்கள் அதில் ஒரு டெட்ராஹெட்ரல் அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன.

ஃவுளூரைட்டின் அமைப்பு (படம். 3.27) மேலே விவாதிக்கப்பட்டவற்றிலிருந்து வேறுபட்டது, அதில் ஸ்டோச்சியோமெட்ரிக் வகை AB2 உள்ளது, அத்துடன் இரண்டு வெவ்வேறு ஒருங்கிணைப்பு எண்கள் - 8 மற்றும் 4. ஒவ்வொரு Ca2+ அயனியும் எட்டு F- அயனிகளால் சூழப்பட்டுள்ளது, மேலும் ஒவ்வொரு F- அயனி நான்கு Ca2 + அயனிகளால் சூழப்பட்டுள்ளது. ஃவுளூரைட்டின் கட்டமைப்பை ஒரு முகத்தை மையமாகக் கொண்ட கனசதுர கேஷனிக் லட்டியாக கற்பனை செய்யலாம், அதன் உள்ளே அயனிகளின் டெட்ராஹெட்ரல் அமைப்பு உள்ளது. நீங்கள் அதை மற்றொரு வழியில் கற்பனை செய்யலாம்: உடலை மையமாகக் கொண்ட கனசதுர லட்டு, இதில் கேஷன்கள் கன கலத்தின் மையத்தில் அமைந்துள்ளன.

முகத்தை மையமாகக் கொண்ட கன சதுரம் மற்றும் உடலை மையமாகக் கொண்ட கன சதுரம்

இந்த பிரிவில் விவாதிக்கப்பட்ட அனைத்து சேர்மங்களும் முற்றிலும் அயனி என்று கருதப்படுகிறது. அவற்றில் உள்ள அயனிகள் கண்டிப்பாக வரையறுக்கப்பட்ட ஆரங்கள் கொண்ட திடமான கோளங்களாகக் கருதப்படுகின்றன. இருப்பினும், பிரிவில் கூறப்பட்டுள்ளபடி. 2.1, பல சேர்மங்கள் பகுதியளவு அயனி மற்றும் பகுதியளவு கோவலன்ட் தன்மை கொண்டவை. இதன் விளைவாக, குறிக்கப்பட்ட கோவலன்ட் தன்மை கொண்ட அயனி சேர்மங்கள் இந்த பிரிவில் கோடிட்டுக் காட்டப்பட்டுள்ள பொதுவான விதிகளுக்கு முழுமையாகக் கீழ்ப்படிய முடியாது.

அயனி படிகங்கள் இரசாயன பிணைப்பின் முக்கிய அயனி இயல்பு கொண்ட கலவைகள் ஆகும், இது சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகளுக்கு இடையிலான மின்னியல் தொடர்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது.அயனி படிகங்களின் வழக்கமான பிரதிநிதிகள் ஆல்காலி உலோக ஹைலைடுகள், எடுத்துக்காட்டாக, NaCl மற்றும் CaCl போன்ற அமைப்புடன்.

கல் உப்பு (NaCl) போன்ற படிகங்கள் உருவாகும்போது, ​​அதிக எலக்ட்ரான் தொடர்பு கொண்ட ஆலசன் அணுக்கள் (F, Cl, Br, I), கார உலோகங்களின் (Li, Na, K, Rb, I) வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான்களைப் பிடிக்கின்றன. குறைந்த அயனியாக்கம் ஆற்றல்கள், நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை அயனிகள் உருவாகும் போது, ​​எலக்ட்ரான் ஓடுகள், அருகிலுள்ள மந்த வாயுக்களின் கோள சமச்சீர் நிரப்பப்பட்ட s 2 p 6 ஷெல்களைப் போன்றது (உதாரணமாக, N + ஷெல் Ne ஷெல் போன்றது, மற்றும் Cl ஷெல் Ar ஷெல் போன்றது). அயனிகள் மற்றும் கேஷன்களின் கூலம்ப் ஈர்ப்பின் விளைவாக, ஆறு வெளிப்புற பி-ஆர்பிட்டல்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று மற்றும் NaCl வகையின் ஒரு லட்டு உருவாகிறது, இதன் சமச்சீர் மற்றும் ஒருங்கிணைப்பு எண் 6 ஒவ்வொரு அணுவின் ஆறு வேலன்ஸ் பிணைப்புகளுடன் ஒத்திருக்கிறது. அண்டை (படம் 3.4). பி-ஆர்பிட்டல்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று சேரும் போது, ​​ஆறு பிணைப்புகளில் எலக்ட்ரான் அடர்த்தியின் மாற்றம் காரணமாக சிறிய உண்மையான மதிப்புகளுக்கு அயனிகளில் பெயரளவு கட்டணங்கள் (N க்கு +1 மற்றும் Cl க்கு -1) குறைவது குறிப்பிடத்தக்கது. அயனியிலிருந்து கேஷன் வரை, அதனால் சேர்மத்தில் உள்ள அணுக்களின் உண்மையான கட்டணம் Na க்கு +0.92e க்கு சமமாக இருக்கும், மேலும் Cl-க்கு எதிர்மறை மின்னழுத்தம் -1e ஐ விட குறைவாக மாறும்.

சேர்மங்களில் உள்ள உண்மையான மதிப்புகளுக்கு அணுக்களின் பெயரளவு கட்டணங்கள் குறைவது, மிகவும் எலக்ட்ரோநெக்டிவ் எலக்ட்ரோபாசிட்டிவ் கூறுகள் தொடர்பு கொள்ளும்போது கூட, பிணைப்பு முற்றிலும் அயனியாக இல்லாத கலவைகள் உருவாகின்றன என்பதைக் குறிக்கிறது.

அரிசி. 3.4 போன்ற கட்டமைப்புகளில் அணுக்கரு பிணைப்புகளை உருவாக்கும் அயனி பொறிமுறைNaCl. அம்புகள் எலக்ட்ரான் அடர்த்தி மாற்றத்தின் திசைகளைக் குறிக்கின்றன

விவரிக்கப்பட்ட பொறிமுறையின் படி, ஆல்காலி உலோக ஹைலைடுகள் மட்டுமல்ல, நைட்ரைடுகள் மற்றும் டிரான்ஸிஷன் உலோகங்களின் கார்பைடுகளும் உருவாகின்றன, அவற்றில் பெரும்பாலானவை NaCl வகை அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன.

அயனிப் பிணைப்பு திசையற்றது மற்றும் நிறைவுற்றது என்பதன் காரணமாக, அயனி படிகங்கள் பெரிய ஒருங்கிணைப்பு எண்களால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. அயனி படிகங்களின் முக்கிய கட்டமைப்பு அம்சங்கள் சில ஆரங்களின் கோளங்களின் அடர்த்தியான பேக்கிங் கொள்கையின் அடிப்படையில் நன்கு விவரிக்கப்பட்டுள்ளன. இவ்வாறு, NaCl அமைப்பில், பெரிய Cl அனான்கள் ஒரு கனசதுர நெருக்கமான பொதியை உருவாக்குகின்றன, இதில் அனைத்து எண்முக வெற்றிடங்களும் சிறிய Na கேஷன்களால் ஆக்கிரமிக்கப்படுகின்றன. இவை KCl, RbCl மற்றும் பல சேர்மங்களின் கட்டமைப்புகள்.

அயனி படிகங்களில் அதிக மின் எதிர்ப்பு மதிப்புகள் கொண்ட பெரும்பாலான மின்கடத்தாக்கள் அடங்கும். அறை வெப்பநிலையில் உள்ள அயனி படிகங்களின் மின் கடத்துத்திறன் உலோகங்களின் மின் கடத்துத்திறனை விட இருபது ஆர்டர்கள் குறைவாக உள்ளது. அயனி படிகங்களில் மின் கடத்துத்திறன் முக்கியமாக அயனிகளால் மேற்கொள்ளப்படுகிறது. பெரும்பாலான அயனி படிகங்கள் மின்காந்த நிறமாலையின் புலப்படும் பகுதியில் வெளிப்படையானவை.

அயனி படிகங்களில், ஈர்ப்பு முக்கியமாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகளுக்கு இடையிலான கூலம்ப் தொடர்பு காரணமாகும். - எதிரெதிர் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகளுக்கு இடையே உள்ள ஈர்ப்புக்கு கூடுதலாக, ஒவ்வொரு அயனியும் நிலையான மின்னணு கட்டமைப்புகளைக் கொண்டிருப்பதால், ஒருபுறம், லைக் சார்ஜ்களை விரட்டியடிப்பதாலும், மறுபுறம், பாலி விலக்கு கொள்கையின் செயல்பாட்டாலும், விலக்கமும் ஏற்படுகிறது. நிரப்பப்பட்ட குண்டுகள் கொண்ட மந்த வாயுக்கள். மேற்கூறியவற்றின் பார்வையில், அயனி படிகத்தின் எளிய மாதிரியில், அயனிகள் கடினமான, ஊடுருவ முடியாத சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கோளங்கள் என்று கருதலாம், இருப்பினும் உண்மையில், அண்டை அயனிகளின் மின்சார புலங்களின் செல்வாக்கின் கீழ், கோள சமச்சீர் துருவமுனைப்பின் விளைவாக அயனிகளின் வடிவம் ஓரளவு பாதிக்கப்படுகிறது.

கவர்ச்சிகரமான மற்றும் விரட்டும் சக்திகள் இரண்டும் ஒரே நேரத்தில் இருக்கும் நிலைமைகளின் கீழ், அயனி படிகங்களின் நிலைத்தன்மையானது, மாறாக சார்ஜ்களுக்கு இடையே உள்ள தூரம் போன்ற கட்டணங்களுக்கு இடையே இருப்பதை விட குறைவாக இருப்பதால் விளக்கப்படுகிறது. எனவே, விரட்டும் சக்திகளை விட ஈர்ப்பு சக்திகள் மேலோங்கி நிற்கின்றன.

மீண்டும், மூலக்கூறு படிகங்களைப் போலவே, அயனி படிகங்களின் ஒருங்கிணைப்பு ஆற்றலைக் கணக்கிடும்போது, ​​வழக்கமான கிளாசிக்கல் கருத்துகளிலிருந்து தொடரலாம், அயனிகள் படிக லேட்டிஸின் முனைகளில் (சமநிலை நிலைகள்) அமைந்துள்ளன என்று கருதி, அவற்றின் இயக்க ஆற்றல் புறக்கணிக்கத்தக்கது மற்றும் அயனிகளுக்கு இடையில் செயல்படும் விசைகள் மையமானவை.

வெவ்வேறு வேலன்சிகளின் கூறுகளைக் கொண்ட சிக்கலான படிகங்களில், அயனி வகை பிணைப்பை உருவாக்குவது சாத்தியமாகும். இத்தகைய படிகங்கள் அயனி என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

அணுக்கள் நெருங்கி வரும்போது மற்றும் வேலன்ஸ் ஆற்றல் பட்டைகள் தனிமங்களுக்கு இடையில் ஒன்றுடன் ஒன்று சேரும்போது, ​​எலக்ட்ரான்கள் மறுபகிர்வு செய்யப்படுகின்றன. ஒரு எலக்ட்ரோபோசிட்டிவ் உறுப்பு வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான்களை இழந்து, நேர்மறை அயனியாக மாறும், மேலும் ஒரு எலக்ட்ரோநெக்டிவ் உறுப்பு அதைப் பெறுகிறது, இதன் மூலம் அதன் வேலன்ஸ் பேண்டை மந்த வாயுக்கள் போன்ற நிலையான உள்ளமைவுக்கு நிறைவு செய்கிறது. இவ்வாறு, அயனிகள் அயனி படிகத்தின் முனைகளில் அமைந்துள்ளன.

இந்த குழுவின் பிரதிநிதி ஒரு ஆக்சைடு படிகமாகும், அதன் லேட்டிஸில் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட ஆக்ஸிஜன் அயனிகள் மற்றும் நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட இரும்பு அயனிகள் உள்ளன.

ஒரு அயனிப் பிணைப்பின் போது வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான்களின் மறுபகிர்வு ஒரு மூலக்கூறின் அணுக்களுக்கு இடையில் நிகழ்கிறது (ஒரு இரும்பு அணு மற்றும் ஒரு ஆக்ஸிஜன் அணு).

கோவலன்ட் படிகங்களுக்கு, ஒருங்கிணைப்பு எண் K, படிக எண் மற்றும் சாத்தியமான லட்டு வகை ஆகியவை தனிமத்தின் வேலன்ஸ் மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன. அயனி படிகங்களுக்கு, ஒருங்கிணைப்பு எண் உலோக மற்றும் உலோகம் அல்லாத அயனிகளின் ஆரங்களின் விகிதத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் ஒவ்வொரு அயனியும் முடிந்தவரை எதிர் அடையாளத்தின் பல அயனிகளை ஈர்க்கும். லட்டியில் உள்ள அயனிகள் வெவ்வேறு விட்டம் கொண்ட பந்துகள் போல அமைக்கப்பட்டிருக்கும்.

உலோகம் அல்லாத அயனியின் ஆரம் உலோக அயனியின் ஆரத்தை விட அதிகமாக உள்ளது, எனவே உலோக அயனிகளால் உருவாக்கப்பட்ட படிக லட்டியில் உள்ள துளைகளை உலோக அயனிகள் நிரப்புகின்றன. அயனி படிகங்களில் ஒருங்கிணைப்பு எண்

கொடுக்கப்பட்ட அயனியைச் சுற்றியுள்ள எதிர் அடையாளத்தின் அயனிகளின் எண்ணிக்கையைத் தீர்மானிக்கிறது.

ஒரு உலோகத்தின் ஆரம் மற்றும் உலோகம் அல்லாத ஆரம் விகிதத்திற்கு கீழே கொடுக்கப்பட்ட மதிப்புகள் மற்றும் தொடர்புடைய ஒருங்கிணைப்பு எண்கள் வெவ்வேறு விட்டம் கொண்ட கோளங்களின் பேக்கிங்கின் வடிவவியலில் இருந்து பின்பற்றப்படுகின்றன.

சுட்டிக்காட்டப்பட்ட விகிதம் 0.54 ஆக இருப்பதால், ஒருங்கிணைப்பு எண் 6 க்கு சமமாக இருக்கும். படத்தில். படம் 1.14 படிக லட்டியைக் காட்டுகிறது.ஆக்ஸிஜன் அயனிகள் ஒரு fcc லேட்டிஸை உருவாக்குகின்றன, இரும்பு அயனிகள் அதில் துளைகளை ஆக்கிரமிக்கின்றன. ஒவ்வொரு இரும்பு அயனியும் ஆறு ஆக்ஸிஜன் அயனிகளால் சூழப்பட்டுள்ளது, மாறாக, ஒவ்வொரு ஆக்ஸிஜன் அயனியும் ஆறு இரும்பு அயனிகளால் சூழப்பட்டுள்ளது, இது தொடர்பாக, அயனி படிகங்களில் ஒரு மூலக்கூறாகக் கருதப்படும் ஒரு ஜோடி அயனிகளை தனிமைப்படுத்த முடியாது. ஆவியாதல் போது, ​​அத்தகைய படிகம் மூலக்கூறுகளாக சிதைகிறது.

வெப்பமடையும் போது, ​​அயனி ஆரங்களின் விகிதம் மாறலாம், ஏனெனில் உலோகம் அல்லாத அயனியின் ஆரம் உலோக அயனியின் ஆரத்தை விட வேகமாக அதிகரிக்கிறது. இது படிக கட்டமைப்பின் வகை மாற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது, அதாவது பாலிமார்பிஸத்திற்கு. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு ஆக்சைடை சூடாக்கும்போது, ​​ஸ்பைனல் படிக லட்டு ஒரு ரோம்போஹெட்ரல் லட்டியாக மாறுகிறது (பிரிவு 14.2 ஐப் பார்க்கவும்),

அரிசி. 1.14. படிக லட்டு a - வரைபடம்; b - இடஞ்சார்ந்த படம்

அயனி படிகத்தின் பிணைப்பு ஆற்றல் கோவலன்ட் படிகங்களின் பிணைப்பு ஆற்றலுடன் நெருக்கமாக உள்ளது மற்றும் உலோகம் மற்றும் குறிப்பாக மூலக்கூறு படிகங்களின் பிணைப்பு ஆற்றலை விட அதிகமாக உள்ளது. இது சம்பந்தமாக, அயனி படிகங்கள் அதிக உருகும் மற்றும் ஆவியாதல் வெப்பநிலை, உயர் மீள் மாடுலஸ் மற்றும் சுருக்க மற்றும் நேரியல் விரிவாக்கத்தின் குறைந்த குணகங்களைக் கொண்டுள்ளன.

எலக்ட்ரான்களின் மறுபகிர்வு காரணமாக ஆற்றல் பட்டைகளை நிரப்புவது அயனி படிகங்களை குறைக்கடத்திகள் அல்லது மின்கடத்தா ஆக்குகிறது.

இத்தகைய பொருட்கள் ஒரு இரசாயன பிணைப்பின் மூலம் உருவாகின்றன, இது அயனிகளுக்கு இடையிலான மின்னியல் தொடர்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது. அயனி பிணைப்பு (துருவமுனைப்பு வகை மூலம் - ஹீட்டோரோபோலார்) போன்ற பைனரி அமைப்புகளுக்கு முக்கியமாக வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது NaCl(படம் 1.10, ஏ), அதாவது, இது ஒருபுறம் எலக்ட்ரான்களுடன் அதிக ஈடுபாட்டைக் கொண்ட தனிமங்களின் அணுக்களுக்கும், மறுபுறம் குறைந்த அயனியாக்கம் திறன் கொண்ட தனிமங்களின் அணுக்களுக்கும் இடையில் நிறுவப்பட்டுள்ளது. ஒரு அயனி படிகத்தை உருவாக்கும் போது, ​​கொடுக்கப்பட்ட அயனியின் அருகிலுள்ள அயனிகள் எதிர் அடையாளத்தின் அயனிகளாகும். நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை அயனிகளின் அளவுகளின் மிகவும் சாதகமான விகிதத்தில், அவை ஒன்றையொன்று தொடுகின்றன, மேலும் மிக உயர்ந்த பேக்கிங் அடர்த்தி அடையப்படுகிறது. சமநிலையிலிருந்து அதன் குறைவை நோக்கிய இடையிய தூரத்தில் ஒரு சிறிய மாற்றம் எலக்ட்ரான் ஓடுகளுக்கு இடையே விரட்டும் சக்திகளின் தோற்றத்தை ஏற்படுத்துகிறது.

அயனி படிகத்தை உருவாக்கும் அணுக்களின் அயனியாக்கத்தின் அளவு பெரும்பாலும் அயனிகளின் எலக்ட்ரான் ஓடுகள் உன்னத வாயு அணுக்களின் சிறப்பியல்பு எலக்ட்ரான் ஷெல்களுடன் ஒத்திருக்கும். பிணைப்பு ஆற்றலின் தோராயமான மதிப்பீட்டை, கூலம்ப் (அதாவது மின்னியல்) தொடர்பு காரணமாக பெரும்பாலானவை என்று அனுமானிக்க முடியும். உதாரணமாக, ஒரு படிகத்தில் NaClஅருகிலுள்ள நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை அயனிகளுக்கு இடையே உள்ள தூரம் தோராயமாக 0.28 nm ஆகும், இது சுமார் 5.1 eV இன் ஒரு ஜோடி அயனிகளின் பரஸ்பர ஈர்ப்புடன் தொடர்புடைய சாத்தியமான ஆற்றலின் மதிப்பை அளிக்கிறது. சோதனை ரீதியாக தீர்மானிக்கப்பட்ட ஆற்றல் மதிப்பு NaClஒரு மூலக்கூறுக்கு 7.9 eV ஆகும். எனவே, இரண்டு அளவுகளும் ஒரே வரிசையில் உள்ளன, மேலும் இது மிகவும் துல்லியமான கணக்கீடுகளுக்கு இந்த அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்துவதை சாத்தியமாக்குகிறது.

அயனி பிணைப்புகள் திசையற்றவை மற்றும் நிறைவுற்றவை. பிந்தையது, ஒவ்வொரு அயனியும் எதிரெதிர் அடையாளத்தின் அதிக எண்ணிக்கையிலான அயனிகளை தன்னுடன் நெருக்கமாகக் கொண்டுவர முனைகிறது, அதாவது, அதிக அளவு கொண்ட ஒரு கட்டமைப்பை உருவாக்குகிறது. ஒருங்கிணைப்பு எண். கனிம சேர்மங்களில் அயனி பிணைப்பு பொதுவானது: ஹாலைடுகள், சல்பைடுகள், உலோக ஆக்சைடுகள் போன்ற உலோகங்கள். அத்தகைய படிகங்களில் பிணைப்பு ஆற்றல் ஒரு அணுவிற்கு பல எலக்ட்ரான் வோல்ட் ஆகும், எனவே அத்தகைய படிகங்கள் அதிக வலிமை மற்றும் அதிக உருகும் வெப்பநிலையைக் கொண்டுள்ளன.

அயனி பிணைப்பு ஆற்றலைக் கணக்கிடுவோம். இதைச் செய்ய, ஒரு அயனி படிகத்தின் சாத்தியமான ஆற்றலின் கூறுகளை நினைவுபடுத்துவோம்:

வெவ்வேறு அறிகுறிகளின் அயனிகளின் கூலம்ப் ஈர்ப்பு;

அதே அடையாளத்தின் அயனிகளின் கூலம்ப் விரட்டல்;

மின்னணு ஓடுகள் ஒன்றுடன் ஒன்று சேரும் போது குவாண்டம் இயந்திர தொடர்பு;

அயனிகளுக்கு இடையே வான் டெர் வால்ஸ் ஈர்ப்பு.

அயனி படிகங்களின் பிணைப்பு ஆற்றலுக்கான முக்கிய பங்களிப்பு ஈர்ப்பு மற்றும் விலக்கத்தின் மின்னியல் ஆற்றலால் செய்யப்படுகிறது; கடைசி இரண்டு பங்களிப்புகளின் பங்கு அற்பமானது. எனவே, அயனிகளுக்கு இடையிலான தொடர்பு ஆற்றலைக் குறிக்கிறோம் நான்மற்றும் ஜேமூலம், அயனியின் மொத்த ஆற்றல், அதன் அனைத்து தொடர்புகளையும் கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ளும்

விரட்டல் மற்றும் ஈர்ப்பு திறன்களின் கூட்டுத்தொகையாக இதை முன்வைப்போம்:

"பிளஸ்" அடையாளம் ஒரே மாதிரியாக இருந்தால், "மைனஸ்" குறியானது, மாறாக கட்டணங்கள் என்றால். ஒரு அயனி படிகத்தின் மொத்த லட்டு ஆற்றல், இதில் அடங்கியுள்ளது என்மூலக்கூறுகள் (2 என்அயனிகள்), இருக்கும்

மொத்த ஆற்றலைக் கணக்கிடும் போது, ​​ஒவ்வொரு ஊடாடும் ஜோடி அயனிகளும் ஒரு முறை மட்டுமே கணக்கிடப்பட வேண்டும். வசதிக்காக, பின்வரும் அளவுருவை நாங்கள் அறிமுகப்படுத்துகிறோம், படிகத்தில் உள்ள இரண்டு அண்டை (எதிர்) அயனிகளுக்கு இடையிலான தூரம் எங்கே. இதனால்

எங்கே Madelung மாறிலி αமற்றும் நிலையானது டிபின்வருமாறு வரையறுக்கப்படுகின்றன:

தொகைகள் (2.44) மற்றும் (2.45) முழு லட்டியின் பங்களிப்பையும் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள வேண்டும். கூட்டல் குறியானது அயனிகளைப் போலன்றி ஈர்ப்புடன் ஒத்துள்ளது, கழித்தல் குறியானது போன்ற அயனிகளை விரட்டும்.

மாறிலியை பின்வருமாறு வரையறுக்கிறோம். சமநிலை நிலையில், மொத்த ஆற்றல் குறைவாக இருக்கும். எனவே, , எனவே எங்களிடம் உள்ளது

அண்டை அயனிகளுக்கு இடையிலான சமநிலை தூரம் எங்கே.

(2.46) இலிருந்து நாம் பெறுகிறோம்

மற்றும் ஒரு சமநிலை நிலையில் உள்ள படிகத்தின் மொத்த ஆற்றலுக்கான வெளிப்பாடு வடிவம் எடுக்கிறது

மதிப்பு Madelung ஆற்றல் என்று அழைக்கப்படுவதைக் குறிக்கிறது. அதிவேகமாக இருப்பதால், மொத்த ஆற்றலை கூலம்ப் ஆற்றலுடன் முழுமையாக அடையாளம் காண முடியும். ஒரு சிறிய மதிப்பு, விரட்டும் சக்திகள் குறுகிய தூரம் மற்றும் தூரத்துடன் கூர்மையாக மாறுவதைக் குறிக்கிறது.

உதாரணமாக, ஒரு பரிமாண படிகத்திற்கான Madelung மாறிலியைக் கணக்கிடுவோம் - எதிர் அடையாளத்தின் முடிவில்லாத அயனிகளின் சங்கிலி, இது மாறி மாறி (படம் 2.4).

எந்தவொரு அயனியையும் தேர்ந்தெடுப்பதன் மூலம், எடுத்துக்காட்டாக, “–” அடையாளத்தை ஆரம்பமாக கொண்டு, தொலைவில் “+” அடையாளத்துடன் இரண்டு அயனிகள் இருக்கும். ஆர்அதிலிருந்து 0, 2 தூரத்தில் “–” குறியின் இரண்டு அயனிகள் ஆர் 0 மற்றும் பல.

எனவே, எங்களிடம் உள்ளது

தொடர் விரிவாக்கத்தைப் பயன்படுத்தி, ஒரு பரிமாண படிகத்தின் விஷயத்தில் நாம் Madelung மாறிலியைப் பெறுகிறோம்.

இவ்வாறு, ஒரு மூலக்கூறுக்கான ஆற்றலுக்கான வெளிப்பாடு பின்வரும் வடிவத்தை எடுக்கும்

முப்பரிமாண படிகத்தின் விஷயத்தில், தொடர் நிபந்தனையுடன் ஒன்றிணைகிறது, அதாவது, முடிவு கூட்டுத்தொகை முறையைப் பொறுத்தது. லட்டுகளில் உள்ள அயனிகளின் குழுக்களைத் தேர்ந்தெடுப்பதன் மூலம் தொடரின் ஒருங்கிணைப்பை மேம்படுத்தலாம், இதனால் குழு மின்சாரம் நடுநிலையாக இருக்கும், மேலும் தேவைப்பட்டால், வெவ்வேறு குழுக்களுக்கு இடையில் அயனியைப் பிரித்து, பகுதியளவு கட்டணங்களை அறிமுகப்படுத்துகிறது (எவ்ஜெனின் முறை ( எவ்ஜென் எச்.எம்.,1932)).

க்யூபிக் கிரிஸ்டல் லட்டியின் (படம் 2.5) முகங்களில் உள்ள கட்டணங்களை பின்வருமாறு கருதுவோம்: முகங்களில் உள்ள கட்டணங்கள் இரண்டு அண்டை செல்களுக்கு சொந்தமானது (ஒவ்வொரு கலத்திலும் கட்டணம் 1/2), விளிம்புகளில் உள்ள கட்டணங்கள் நான்கு செல்கள் (ஒவ்வொரு கலத்திலும் 1/4), செங்குத்துகளில் உள்ள கட்டணங்கள் எட்டு கலங்களுக்கு சொந்தமானது (ஒவ்வொரு கலத்திலும் 1/8). பங்களிப்பு α முதல் கனசதுரத்தின் t ஐ ஒரு தொகையாக எழுதலாம்:

நாம் கருத்தில் கொண்டதை உள்ளடக்கிய அடுத்த பெரிய கனசதுரத்தை எடுத்துக் கொண்டால், நாம் பெறுவோம், இது ஒரு லட்டு வகைக்கான சரியான மதிப்புடன் ஒத்துப்போகிறது. ஒரு வகை கட்டமைப்பிற்கு, மற்றும் ஒரு வகை கட்டமைப்பிற்கு, .

படிகத்திற்கான பிணைப்பு ஆற்றலை மதிப்பிடுவோம், லட்டு அளவுரு மற்றும் மீள் மாடுலஸ் என்று வைத்துக்கொள்வோம் INஅறியப்படுகிறது. மீள் மாடுலஸை பின்வருமாறு தீர்மானிக்கலாம்:

படிகத்தின் அளவு எங்கே. நெகிழ்ச்சியின் மொத்த மாடுலஸ் INஅனைத்து சுற்று சுருக்கத்தின் போது சுருக்க அளவீடு ஆகும். முகத்தை மையமாகக் கொண்ட கனசதுர (fcc) வகை கட்டமைப்பிற்கு, மூலக்கூறுகள் ஆக்கிரமித்துள்ள தொகுதி சமமாக இருக்கும்

அப்புறம் எழுதலாம்

(2.53) இலிருந்து இரண்டாவது வழித்தோன்றலைப் பெறுவது எளிது

சமநிலை நிலையில், முதல் வழித்தோன்றல் மறைந்துவிடும், எனவே, (2.52–2.54) இலிருந்து நாம் தீர்மானிக்கிறோம்

(2.43) பயன்படுத்திப் பெறுவோம்

(2.47), (2.56) மற்றும் (2.55) இலிருந்து நெகிழ்ச்சியின் மொத்த மாடுலஸைக் காண்கிறோம் IN:

மற்றும் . படிகத்திற்கு , , . பின்னர் (2.57) இருந்து நாம்

பெரும்பாலான அயனி படிகங்களுக்கு அதிவேகம் என்பதை நினைவில் கொள்க nவிரட்டும் சக்திகளின் சாத்தியம் 6-10க்குள் மாறுபடும்.

இதன் விளைவாக, பட்டத்தின் பெரிய அளவு, விரட்டும் சக்திகளின் குறுகிய தூரத் தன்மையை தீர்மானிக்கிறது. (2.48) ஐப் பயன்படுத்தி, பிணைப்பு ஆற்றலைக் கணக்கிடுகிறோம் (மூலக்கூறுக்கு ஆற்றல்)

EV/மூலக்கூறு. (2.59)

இது -7.948 eV/மூலக்கூறின் சோதனை மதிப்புடன் நன்றாக ஒத்துப்போகிறது. கணக்கீடுகளில் நாம் கூலம்ப் படைகளை மட்டுமே கணக்கில் எடுத்துக் கொண்டோம் என்பதை நினைவில் கொள்ள வேண்டும்.

கோவலன்ட் மற்றும் அயனி பிணைப்பு வகைகளைக் கொண்ட படிகங்கள் கட்டுப்படுத்தும் நிகழ்வுகளாகக் கருதப்படலாம்; அவற்றுக்கிடையே இடைநிலை வகை இணைப்புகளைக் கொண்ட தொடர்ச்சியான படிகங்கள் உள்ளன. அத்தகைய பகுதி அயனி () மற்றும் பகுதியளவு கோவலன்ட் () பிணைப்பை அலை செயல்பாட்டைப் பயன்படுத்தி விவரிக்கலாம்

இந்த வழக்கில், அயனித்தன்மையின் அளவை பின்வருமாறு தீர்மானிக்கலாம்:

பைனரி சேர்மங்களின் படிகங்களுக்கான சில எடுத்துக்காட்டுகளை அட்டவணை 2.1 காட்டுகிறது.

அட்டவணை 2.1. படிகங்களில் அயனித்தன்மையின் அளவு