生成中
温度
300 K
融点との差
-774 K
Na⁺ の数
50
Cl⁻ の数
50
結晶化率
0 %
最近接が異種イオンの割合
-
振動の大きさ(固体, RMS)
-
移動度(1秒間の平均二乗変位)
-
Na⁺(半径 102 pm)
Cl⁻(半径 181 pm, 約1.8倍)
立体で見ると Na⁺ のまわりに Cl⁻ が上下左右前後の 6個(八面体配位)。画面の断面((100)面)では4個+断面の上下に2個=配位数6。
塩化ナトリウム型構造:Na⁺ と Cl⁻ がそれぞれ面心立方格子をつくり、互いに入れ子になった構造です。どのイオンも反対符号のイオン 6個 に囲まれ(配位数6)、同種イオンどうしは静電反発のため隣り合いません。だから Na⁺:Cl⁻ = 1:1 が自然に保たれます。
生成:気相のばらばらなイオンがクーロン引力で引き合い、イオン対・クラスターを経て、核(中心)から規則配列へ成長します。このとき大きな格子エネルギー(NaCl で約 787 kJ/mol)が放出されるため、イオン結晶は硬く融点が高くなります。
融解:温度が上がると各イオンの平衡位置まわりの熱振動(格子振動)が大きくなり、融点 1074 K を超えると表面から格子が崩れて液体(溶融塩)になり、イオンが自由に動き回って移動度が急増します。1074 K より下げると再び結晶化します。
モデルの仮定:2次元断面のランジュバン動力学(クーロン力+近接反発+格子形成時の秩序化)。振動振幅は RMS ≒ 0.1×√(T/1074) d(d = Na–Cl 距離 282 pm、リンデマン則)。固体中の振動変位は見やすさのため最大2倍に拡大表示。時間スケールは実際より大幅に遅くしています。2次元断面では立体の凝集力が不足するため、融液には表面で弱い内向きの凝集力を加え、結晶より約25%広い面積の「密な液体」として保っています(気相のときは加えません)。黄色の線は2個の目印イオンの軌跡です。