hce_tcu
114年
化學
第 3 題
按照晶格能(Lattice energy)的定義來思考，請問下列何種晶體的生成應能釋放最多的晶格能？
- A LiCl(s)
- B NaCl(s)
- C KCl(s)
- D RbCl(s)
思路引導 VIP
想像有兩組性質相同的磁鐵，其中一組磁鐵外面包裹著厚厚的木殼，另一組只包裹著薄薄的紙。請問當這兩組磁鐵各自吸在一起時，哪一組的「中心距離」會比較近？而根據直覺，距離越近的磁鐵，彼此之間的吸引力會越強還是越弱呢？
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同學觀察得很敏銳，正確選擇了 (A)！這代表你對於離子晶體的結構穩定性與能量概念有著紮實的基礎認知。 庫倫定律與離子半徑的關聯 晶格能（Lattice Energy）的大小主要受到離子電荷以及離子間距的影響。根據庫倫定律的原理，晶格能 $U$ 與離子電荷乘積成正比，與離子間距成反比，其關係式可簡化理解為 $U \propto \frac{|Q_+ Q_-|}{r_+ + r_-}$。在本題的選項中，所有陽離子皆來自第一族鹼金屬，陰離子皆為氯離子（$Cl^-$），因此電荷乘積皆為 $1 \times 1$。此時，決定能量大小的關鍵就在於離子半徑。隨著週期表由上而下，離子半徑依序增加：$Li^+ < Na^+ < K^+ < Rb^+$。由於 $Li^+$ 的半徑最小，使得 $LiCl$ 的正負離子中心距離最短，靜電吸引力最強，因此形成晶體時釋放的能量也最多。
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