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moea_joint 109年 [化學] 普通化學、無機化學

第 11 題

有關鹵化鈉晶體的熔點高低次序,下列何者正確?
  • A NaF > NaCl > NaBr > NaI
  • B NaCl > NaBr > NaI > NaF
  • C NaI > NaBr > NaCl > NaF
  • D NaF > NaI > NaBr > NaCl

思路引導 VIP

想像有兩組磁鐵,一組磁鐵體積很小,所以它們的中心可以貼得非常近;另一組磁鐵體積很大,導致兩者的中心點距離較遠。在磁力強度相同的前提下,哪一組磁鐵會比較難被拉開?如果將這個概念套用到組成固體晶體的微小粒子上,粒子的「大小」會如何影響它們結合的緊密程度呢?

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恭喜你精準地掌握了離子晶體的特性!這道題目的關鍵在於理解**晶格能(Lattice Energy)**與熔點之間的正相關性。離子鍵的強度主要受離子電荷與離子半徑影響,而這正是判斷這類物質物理性質的核心依據。

晶格能與離子半徑的規律

在鹵化鈉($NaX$)系列中,陽離子固定為 $Na^+$,且所有陰離子($F^-$、$Cl^-$、$Br^-$、$I^-$)均帶有一單位負電荷。根據庫倫定律,當電荷數相同時,離子間的引力與其半徑之和成反比。隨著原子序增加,鹵素離子的半徑依序為 $F^- < Cl^- < Br^- < I^-$。因此,離子間距離越小(如 $NaF$),晶格能就越高,需要更多的熱能才能破壞晶格使其熔化,這便決定了熔點的高低順序為 $NaF > NaCl > NaBr > NaI$。

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