[科普中国]-离子晶体半径

离子晶体半径是描述离子大小的参数。取决于离子所带电荷、电子分布和晶体结构型式。设r阳为阳离子半径，r阴为阴离子半径。r阳+r阴=键长。r阳/r阴与晶体类型有关。可从键长计算离子半径。一般采用Goldschmidt半径和Pauling半径，皆是NaCl型结构配位数为6的数据。Shannon考虑了配位数和电子自旋状态的影响，得到两套最新数据，其中一套数据，参考电子云密度图，阳离子半径比传统数据大14pm，阴离子小14pm，更接近晶体实际。

简介概述离子晶体半径反映离子大小的一个物理量。离子可近似视为球体，离子晶体半径的导出以正、负离子晶体半径之和等于离子键键长这一原理为基础，从大量X射线晶体结构分析实测键长值中推引出离子晶体半径。离子晶体半径的大小主要取决于离子所带电荷和离子本身的电子分布，但还要受离子化合物结构型式（如配位数等）的影响，离子晶体半径一般以配位数为6的氯化钠型晶体为基准，配位数为8时，半径值约增加3% ；配位数为4时，半径值下降约5%。负离子晶体半径一般较大，约为1.3～2.5埃；正离子晶体半径较小，约为0.1～1.7埃。根据正、负离子晶体半径值可导出正、负离子的半径和及半径比，这是阐明离子化合物性能和结构型式的两项重要因素。

例如：Na+在配位数为4、6、8、9、12时，离子晶体半径分别是99、102、118、124、139 pm；O2-离子的半径在配位数为2、6、8时，离子晶体半径分别为121、140、142 pm等。1

离子晶体半径大小的判断方法（1）同一元素的微粒，电子数越多，半径越大。如钠原子>钠离子，氯原子锂离子；

（3）同类离子与原子半径比较相同。如钠离子>镁离子>铝离子，氟离子钠离子>镁离子>铝离子 硫离子>氯离子>钾离子>钙离子；

（5）同一元素高价阳离子晶体半径小于低价阳离子晶体半径，又小于金属的原子半径。如铜离子四价硫>六价硫。

离子晶体半径的测定通过 一射线晶体分析的方法 ，可以测定阴阳离子之间的距离， 由离子间距离，相同类型电子结构的离子， 由几种晶体，不同的正负离子的接触情况，就可算出离子晶体半径值。鲍林曾从另一角度研究过离子晶体半径问题。由离子晶体半径的定义及其值的确定可见， 实际存在的各元素离子形成的晶体与NaCI 型离子晶体有差别； X 射线测定需要有结晶好的晶体，但往往有不少元素的离子晶体很难制备，或结晶不好，所以前人所提供的离子晶体半径值相互之间存在差异， 以及有些价态没有离子晶体半径值就不足为奇了。2

常见的离子晶体半径

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本词条内容贡献者为:

程鹏 - 副教授 - 西南大学