晶格能量的趋势：离子大小和电荷

晶格能与离子晶格的 形成或分离有关。然而，当氯化钠或氧化镁形成时，它们的晶格能差别很大。为什么每种离子化合物都有不同的 晶格能，它又取决于哪些因素？离子化合物是由大量的带电离子 有序排列而成，这些离子通过静电相互作用 相互吸引。根据库仑定律，两个离子的势能 与离子之间的距离成反比，而这个距离又取决于离子半径。在周期表中，碱金属和碱土金属 的离子半径 沿列向下增加。随着金属离子尺寸的增大，离子之间的距离，或键长，也会变大。例如，溴化锂和溴化钾的键长 分别在 217 pm 和 282 pm 之间不同。由于核间距离的增加，离子间的吸引力降低，因此分离离子变得容易很多。因此，分离固体溴化锂的晶格能 大于分离溴化钾的晶格能，分别为 807 kJ/mol 对 682 kJ/mol。除了离子半径外，晶格能的大小 还取决于离子电荷。根据库仑定律，离子的势能 与它们电荷的乘积成正比。考虑两种离子化合物氟化钠 和氧化钙。两种化合物的离子距离相似，但氧化钙的晶格能 几乎是氟化钠的四倍。钠和氟都是一价离子；它们电荷的乘积是 1。然而，钙离子和氧化物离子是二价的，它们电荷的乘积是 4，是氟化钠的四倍。这就是为什么将氧化钙 分离成气态离子所需的能量 会是氟化钠的四倍。因此，晶格能的大小 与离子电荷的乘积成正比，与离子间的距离成反比。