Характерные представители этого типа кристаллов - соединения сильно электроположительных (Li, K, Na) и электроотрицательных (F, Cl, Br) элементов. При образовании ионного кристалла электрон от атома металла переходит к атому галоида, так что образуются ионы с полностью заполненными оболочками, характерными для атомов инертных газов. Например, в кристалле NaCl (пространственная группа Оh5 -Fm3m, число структурных единиц в элементарной ячейке z=4) структура электронной оболочки атомов Na и Cl такова:
Атом 11Na: 1s22s22p63s1 – e ( ион 11Na+: 1s22s22p6 – оболочка Ne
Атом 17Cl: 1s22s22p63s23p5 + e ( ион 17Cl–: 1s2s22p63s23p6 – оболочка Ar Таким образом, электронные оболочки Na и Cl имеют сферическую симметрию, так что распределение заряда в ионном кристалле также приближенно обладает сферическим распределением. Эксперимент подтверждает это рассмотрение (рис.1).
Рис.1. Электронная плотность в кристалле NaCl – сечение трехмерной функции ((x,y,z) плоскостью z=0, проходящей через центры атомов. Цифры у эквипотенциальных линий – значение электронной плотности в e/Å3. Электронная плотность между ионами в структуре хлористого натрия очень мала, что позволяет рассматривать эти ионы как сферические частицы определенного радиуса. Сумма радиусов иона натрия и иона хлора равна 1.89Å
Это позволяет ввести ионные радиусы R в предположении плотнейшей упаковки шаров. Величина радиуса данного иона зависит от координационного числа иона в структуре, так что значения R у разных авторов отличаются. С другой стороны ясно, что граничное значение электронной плотности (т.е. радиус R) нельзя указать точно, поскольку радиальная часть волновой функции всегда убывает экспоненциально (рис.2).
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Ионные кристаллы» з дисципліни «Фізика кристалів»
