堿金屬鹵化物是一類無機(jī)化合物，其通式為MX或MXn，其中M為堿金屬，X為鹵族元素。這類化合物中，氯化鈉作為食鹽的主要成分，是最重要的化合物之一。堿金屬鹵化物晶體中的F心是一個(gè)陰離子空位俘獲一個(gè)電子構(gòu)成的電中性缺陷，F(xiàn)心電子是在周圍離子共同構(gòu)成的勢(shì)場作用下被束縛在離子空位處的。
研究背景
1998年，Nobel化學(xué)獎(jiǎng)授予提出密度泛函理論的Walter Kohn及計(jì)算化學(xué)的John Pople，這標(biāo)志著化學(xué)不再僅是實(shí)驗(yàn)科學(xué)，實(shí)驗(yàn)與理論同為化學(xué)的兩大支柱。徐光憲院士在“結(jié)構(gòu)化學(xué)”上撰文中將“分子結(jié)構(gòu)及其和性能的定量關(guān)系”列為21世紀(jì)化學(xué)的“四個(gè)世紀(jì)難題”之一，成為結(jié)構(gòu)化學(xué)乃至整個(gè)化學(xué)的主要研究內(nèi)容之一。根據(jù)化學(xué)的一條基本規(guī)律“結(jié)構(gòu)決定性能，性能反映結(jié)構(gòu)”，結(jié)構(gòu)與其性能之間必然存在密切的相關(guān)關(guān)系。目前多是定性地描述這種關(guān)系，未能予以定量推斷。為此，化學(xué)家們進(jìn)行了不懈地探索，提出了多種分子結(jié)構(gòu)的數(shù)值表征方法，其中拓?fù)渲笖?shù)法最為簡便有效。本文便是根據(jù)分子拓?fù)鋵W(xué)理論，建構(gòu)原子特征連接性指數(shù)(mF)，其1階指數(shù)(1F)不僅對(duì)無機(jī)化合物分子的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)唯一性表征，而且與堿金屬鹵化物的F心能帶[E(F)]、晶格能(U)、標(biāo)準(zhǔn)(Smθ)等性能呈現(xiàn)良好的定量關(guān)系。
堿金屬鹵化物的影響規(guī)律
1. 在堿金屬相同情況下，M-X鍵的離子性按F、Cl、Br、I順序依次下降，相應(yīng)的1F是減小的；
2. 在鹵族元素相同情況下，隨Li、Na、K、Rb、Cs的電負(fù)性下降，1F隨之減小。此遞變趨勢(shì)與E(F)的遞變規(guī)律是吻合的；
3. 影響E(F)的因素還有成鍵原子的質(zhì)量(m，應(yīng)為M與X原子的質(zhì)量之和)。m越大，相應(yīng)的原子半徑越大(電負(fù)性越小)，其鍵長R越大，導(dǎo)致E(F)越低。
結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
大多數(shù)堿金屬鹵化物為立方晶系晶體，金屬和鹵素有著八面體配位幾何結(jié)構(gòu)，每個(gè)離子的配位數(shù)為6。氯化銫、溴化銫和碘化銫為體心立方晶體，對(duì)于較大的金屬陽離子（與鹵族元素陰離子），其配位數(shù)為8。堿金屬鹵化物為白色粉末或無色晶體，在高溫下熔化得到無色的液體。它們的高熔點(diǎn)反映了它們的高晶格能。在更高的溫度下，這些液體蒸發(fā)，產(chǎn)生由雙原子分子組成的氣體。除了堿金屬氟化物（氟化鋰微溶于水）及氯化鋰水溶液呈弱堿性外，其它堿金屬鹵化物水溶性呈中性。這些化合物可以溶于極性溶劑，得到高度溶劑化的陰離子與陽離子的溶液。堿金屬鹵化物熔融時(shí)可以溶解相應(yīng)的堿金屬，其中在熔點(diǎn)可以完全混溶。
參考資料 >