Hoá học tinh thể

PHẦN II HÓA HỌC TINH THỂ • • • • Bán kính nguyên tử bán kính ion Định luật Gônsmit Các dạng liên kết chất rắn tinh thể Phân loại kiểu cấu trúc chất rắn • Các cấu trúc tinh thể điển hình chất rắn BÁN KÍNH ION VÀ BÁN KÍNH NGUYÊN TỬ • Quan niệm nguyên tử dạng cầu có kích thước xác định với nhóm hợp chất xác định • Mỗi nguyên tử có nhiều trạng thái điện tử khác nhau, tùy loại hợp chất hóa học mà tham gia, có kích thước khác Do bán kính nguyên tử bán kính ion khác xa giá trị VD: kích thước Na hay Cu tinh thể natri hay đồng khác xa kích thước chúng hợp chât NaCl hay CuCl BÁN KÍNH ION VÀ BÁN KÍNH NGUYÊN TỬ • Phần lớn bán kính anion (ion âm) nhỏ bán kính cation (ion dương) • Các ion có bán kính lớn tạo thành mạng tinh thể (thường anion), ion có bán kính bé chiếm vị trí lỗ hỗng mạng tinh thể • Dạng lỗ hỗng bị chiếm tùy thuộc vào tỷ số bán kính ion tạo lỗ hỗng ion chiếm lỗ hỗng ĐỊNH LUẬT GOLDSCHMIDT Cho hợp chất có công thức AX, A se xếp vào dạng lỗ hổng sau 0.15 ≤ rA : rX < 0.22 Lổ hổng tạo bổi anion X VD: BN X A ĐỊNH LUẬT GOLDSCHMIDT 0.22 ≤ rA : rX < 0.41 X Lổ hổng tứ diện tạo anion X VD: MgTe, BeO… A ĐỊNH LUẬT GOLDSCHMIDT 0.41 ≤ rA : rX < 0.73 lổ hổng bát diện tạo anion X VD: RbCl SrS, CaS, MgO NaCl, LiCl… X A ĐỊNH LUẬT GOLDSCHMIDT rA : rX ≥ 0.73 X Lổ hổng hình khối tạo anion X VD: CsCl CsBr, CsI… A ĐỊNH LUẬT GOLDSCHMIDT • Những hợp chất loại MX2 tuân theo quy luật • Với hợp chất gồm loại nguyên tử phải tính đến tỷ số bán kính VD: CuFeS2 phải tính đến rCu: rS rFe: rS ĐỊNH LUẬT GOLDSCHMIDT • Khi có phân cực xảy ra, ion bị biến dạng không dạng cầu tạo mạng tinh thể, khoảng cách hai ion trở nên nhỏ tổng bán kính chúng A – X < rA + rX + Các chất có tương thường halogienua bạc: AgF, AgCl, AgBr, AgI (đều có kiểu cấu trúc NaCl ĐỊNH LUẬT GOLDSCHMIDT Do “cấu trúc tinh thể xác định số đơn vị cấu trúc, tỷ số kích thước, tính phân cực đơn vị cấu trúc CẤU TRÚC LỚP • Cấu trúc CdI2: mạng phương iốt, cation chiếm nửa số lổ hổng mặt • Iôđua (Mg, Ca, Mn, Fe…) • Bromua (Mg, Mn, Fe, Co) • Sunfua, selenua, telurua (Ti, Zn, Sn, Ta, Pt)… CẤU TRÚC LỚP • Cấu trúc Caolinite CẤU TRÚC LỚP • Cấu trúc pirofilit: CẤU TRÚC LỚP • Cấu trúc Muscovite: CẤU TRÚC LỚP • Cấu trúc montmorillonite CẤU TRÚC MẠCH • Khoảng cách nguyên tử (hoặc ion) mạch nhỏ khoảng cách nguyên tử (hoặc ion) thuộc hai mạch khác • Lực liên kết mạch mạnh hẳn so với lực gắn mạch với CẤU TRÚC MẠCH • Cấu trúc Se Te: tạo thành mạch xoắn theo chiều c CẤU TRÚC MẠCH • Cấu trúc rutin TiO2: cấu tạo từ mạch khối bát diện chứa Ti4+ theo chiều c (cùng loại: SnO2,PbO2, MnO2, MgF2…) CẤU TRÚC ĐẢO • Tại nút mạng tinh thể phân bố phân tử, phân tử liên kết với lực liên kết van der waals tạo mạng tinh thể • Kiểu cấu trúc đặc trưng cho chất hữu kết tinh, đơn chất kim CẤU TRÚC ĐẢO • Cấu trúc tinh thể Cl, Br, I: phân tử tạo thành mạng trực thoi tâm đáy CẤU TRÚC ĐẢO • Cấu trúc tinh thể CO2: CẤU TRÚC ĐẢO • Cấu trúc tinh thể benzen: trực thoi tâm mặt ... toàn cấu trúc tinh thể LIÊN KẾT ION CỦA CẤU TRÚC TINH THỂ • Mạng tinh thể ion thường tạo nên sở anion, cation chiếm vị trí lỗ hổng mạng • Các mạng tinh thể ion có công thức hóa học xác định với... ĐỊNH LUẬT GOLDSCHMIDT Do “cấu trúc tinh thể xác định số đơn vị cấu trúc, tỷ số kích thước, tính phân cực đơn vị cấu trúc CÁC DẠNG LIÊN KẾT CỦA CẤU TRÚC TINH THỂ • • • • Liên kết ion (dị cực) Liên... cation (ion dương) • Các ion có bán kính lớn tạo thành mạng tinh thể (thường anion), ion có bán kính bé chiếm vị trí lỗ hỗng mạng tinh thể • Dạng lỗ hỗng bị chiếm tùy thuộc vào tỷ số bán kính ion