原子晶体熔沸点高,硬度大是为什么?

2025年03月19日 03:48
有2个网友回答
网友(1):

楼上的回答使用的是中学的观点。
其实所有化学键,不论是离子键、共价键,还是金属键都是化学层次的强相互作用力,它们中都有强弱之分,共价键未必一定强于离子键和金属键。有一点可以肯定,原子晶体中弱的共价键远不如强的离子键或强的金属键强。
原子晶体之所以熔沸点高、硬度大,确实是因为原子晶体中原子之间的强共价键导致的;在举例时也只举那几个原子半径小,成键能力强的原子之间形成的原子晶体,如C、Si、B、N、O、Al之间形成的原子晶体化合物。由于半径都很小,成键成力都很强,因此要破坏这些共价键难度高,所以熔沸点高,硬度大。
若换成InAs,
CdTe这类原子晶体,熔点和硬度就不会显得特别高了。

网友(2):

共价键一般比离子键强一些,原因是共价键的成键原子间距离比离子键成键原子间距离小一些(共价半径之和小于离子半径之和),距离越近的话作用力会越强。
不过这是次要原因。总的说来离子键和共价键键能相差并不显著。
原子晶体熔沸点高于离子晶体的主要原因在于,离子晶体熔化或沸腾时,并不需要断开所有的离子键。例如
nacl
晶体气化后,并不是变成了自由的
na+

cl-,而是形成
na+cl-
离子对,即1个
na+

1个
cl-
结合在一起。离子对中仍然保留了很强的离子键能。据统计,一般离子晶体从固态到气体所需要的能量,大约只相当于其晶格能的
60%,甚至更低(与离子晶体构型有关)。而原子晶体气化时,必须断开所有的共价键。这样相比之下,原子晶体熔化或气化需要的能量更多,于是熔沸点就更高。
当然,原子晶体熔沸点高于离子晶体只是一条一般性规律,例外是不少的。