离子半径的质电比和相差异因子的综合性标度.pdfVIP

1 离子半径的质电比和相差异因子的综合性标度 1* 2 3 4 余德才 ，曹文娟 ，余旭东 ，李亚娟 1 河北工程大学理学院, 河北邯郸（056038） 2 石家庄经济学院数理学院, 石家庄（050031） 3 南开大学化学学院,天津（300071） 4 河北师范大学化学学院, 石家庄（050031） E-mail ：yudecaigood@163.com 摘 要：根据万有引力势与电势的关系式和系统的质电比（单位电量的质量）S 的物理 r 意义。研究了离子半径 r 与离子的 S 和相差异因子的关系：对于阳离子，r 与 lg S 和 r r 相差异因子成线性关系；对于稳定构型阴离子，r 与 S 和相差异因子也存在定量关系。 r 采用回归分析方法，给出稳定构型和非稳定构型阳离子半径计算公式，以及稳定构型阴 离子半径计算公式，从相关系数 R 和回归方程的显著性检验（F）都说明 r 与 S 和相差 r 异因子密切相关，其中拟合的 96 种元素 138 种阳离子半径数据与具有代表性参考值相 比平均绝对误差 2.0 pm，相对误差2.5%。并预测出较为合理的稀有气体等29种离子半 径数据；同时给出一条获取离子半径（包括复杂离子）数据的新途径。 关键词: 离子半径；质电比；相差异因子；公式；离子 中图分类号: O641 1．引言 离子不仅存在于离子晶体和离子溶液中，而且存在于大气、星际物质和某些微观实验过 程中。离子的半径往往直接影响离子系统的一些性质，如离子的吸附、迁移和离子的水合[1]， 再如超导材料的结构和临界温度等[2,3]。所以对离子半径的深入研究一直受到人们的高度重 视。离子半径是指离子在晶体中的接触半径，即晶体中相邻的正负离子中心之间的距离作为 正负离子的半径之和 [4] [5] 。Lande 假设 LiI 晶体中碘负离子直接相接触,将两个碘负离子之 间距离的一半作为碘负离子半径，以此为基础,给出了第一批大致正确的离子半径数值。 Goldschmitt[6] 利用盐溶液中自由离子的克分子折射率的立方根的比值得到了一套相对精 确的离子半径数据。Pauling[7] 根据等电子离子其离子半径与有效核电荷成反比计算了一套 离子半径数据。Shannon和Prewitt ［8］ 在分析大量的实验数据基础上，考虑了离子半径与配 位数之间的关系,总结出一套离子半径,这是目前公认的较为精确的实验离子半径。叶大年等 [9]提出阳离子半径是主量子数和最外层电子数的函数。此外，还有一些学者研究了离子半径 [10-12]，作者曾依据万有引力势与电势的关系[13]，建立了离子半径与离子的（对比）质电比的 关系，给出一种离子半径标度[14]。本研究在离子半径与离子的质电比的关系基础上，进一步 综合离子的相态差异因素，给出稳定构型和非稳定构型离子半径的计算公式。 2．理论基础 作者曾在文献[13]中，建立了统一相互作用的数理模型--球形对称系统的势 A V k （r ≥r ）