Hvorfor har natriumchlorid og cæsium forskellige strukturer?

natriumchlorid (NaCl):

* struktur: Face-centreret kubisk (FCC) gitter.

* ionisk radier: Natriumion (Na+) er meget mindre end chloridionen (Cl-).

* Pakning: De mindre Na+ -ioner passer ind i de octahedrale hulrum (rum) inden for FCC-gitteret dannet af de større klodser.

cesiumchlorid (CSCL):

* struktur: Enkel kubisk gitter.

* ionisk radier: Cesiumion (CS+) er signifikant større end chloridionen (Cl-).

* Pakning: På grund af den store størrelse af CS+ -ionen er det mere effektivt at få den til at besætte det kubiske tomrum i midten af ​​den kubiske enhedscelle, med de mindre klodser i hjørnerne.

Nøglefaktorer:

* ionisk radii -forhold: Forholdet mellem den kationiske radius og den anioniske radius (R+/R-) spiller en afgørende rolle i bestemmelsen af ​​krystalstrukturen. For NaCl er R+/R-forholdet lille (ca. 0,5), hvilket favoriserer octahedral koordination. For CSCL er R+/R-forholdet tættere på 1, hvilket favoriserer kubisk koordinering.

* Elektrostatiske interaktioner: Strukturen afhænger også af balancen mellem elektrostatiske kræfter mellem ionerne. Jo større forskellen i størrelse er, desto mere sandsynligt er det for, at den mindre ion er omgivet af et større antal modsat ladede ioner.

I resumé driver forskellen i størrelse mellem kationerne og anionerne de forskellige strukturer af NaCl og CSCL. Natriumchlorid vedtager en ansigtscentreret kubisk struktur med de mindre natriumioner, der passer ind i de oktaedriske hulrum, mens cæsiumchlorid vedtager en simpel kubisk struktur med den større cæsiumion, der optager det centrale tomrum.