碱金属卤化物

碱金属卤化物是一类无机化合物,其通式为MX或MXn,其中M为碱金属,X为卤素。其中,最重要的化合物为氯化钠,它是食盐的主要成分。[1]

石鹽為氯化鈉出現於自然界中的礦物型態。

单卤化物

结构

大多数碱金属卤化物为面心立方晶体。其中,金属和卤素有着八面体配位几何结构,其中每个离子的配位数为6。氯化铯、溴化铯和碘化铯为体心立方晶体,对于较大的金属阳离子(与卤素阴离子),其配位数为8。[2]

氯化钠晶体的球棍模型。大部分碱金属卤化物为这种晶体。
氯化铯晶体的球棍模型。

性质

碱金属卤化物为白色粉末或无色晶体,在高温下熔化得到无色的液体。它们的高熔点反映了它们的高晶格能。在更高的温度下,这些液体蒸发,产生由双原子分子组成的气体。

除了鹼金屬氟化物(氟化鋰微溶於水)及氯化鋰水溶液呈弱鹼性外,其化鹼金屬鹵化物水溶性呈中性。

这些化合物可以溶于极性溶剂,得到高度溶剂化的阴离子与阳离子的溶液。碱金属卤化物熔融时可以溶解相应的碱金属,其中铯在熔点可以完全混溶。[3]

碱金属卤化物电负性(Pauling)比较表
  碱金属
锂(1.0) 钠(0.9) 钾(0.8) 铷(0.8) 铯(0.7)
氟 (4.0) LiF (3.0)NaF (3.1)KF (3.2) RbF (3.2)CsF (3.3)
氯 (3.0) LiCl (2.0)NaCl (2.1)KCl (2.2) RbCl (2.2)CsCl (2.3)
溴 (2.8) LiBr (1.8)NaBr (1.9)KBr (2.0) RbBr (2.0)CsBr (2.1)
碘 (2.5) LiI (1.5)NaI (1.6)KI (1.7) RbI (1.7)CsI (1.8)
  • 数值越大,表示固体离子键的成分更多。

钫的化合物FrF、FrCl、FrBr、FrI和FrAt理论上可以存在,砹化物LiAt、NaAt、KAt、RbAt、CsAt和FrAt理论上也可存在。但由于鍅和砈具有很強的放射性,半衰期太短,以至于极少或没有研究。

多卤化物

三碘化物如RbI3、CsI3已有报道。

五氟化铯(CsF5)可在高压下存在。[4]

拟卤化物

碱金属的拟卤化物也有重要研究,如氰化钠(NaCN)、氰酸钠(NaOCN)、硫氰酸钠(NaSCN)等。

参见

参考文献

  1. Greenwood, N. N.; & Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2nd Edn.), Oxford:Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
  2. Wells, A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry, Oxford: Clarendon Press. ISBN 0-19-855370-6.
  3. Huheey, James E.; Keiter, Ellen A.; Kieter, Richard L. 4. Cambridge, Mass. [u.a.]: Harper. 1993: 377. ISBN 006042995X.
  4. Andrey Yu. Rogachev, Mao-sheng Miao, Gabriel Merino, et al. Molecular CsF
    5
    and CsF+
    2
    . Angewandte Chemie, 2015. 127(28) .doi:10.1002/ange.201500402

拓展阅读

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