食鹽晶體的性質(zhì)分析

1、 食鹽晶體的性質(zhì)分析 PB1320063 曾寶食鹽，又稱餐桌鹽，是對人類生存最重要的物質(zhì)之一，也是烹飪中最常用的調(diào)味料。鹽的主要化學(xué)成份氯化鈉（化學(xué)式NaCl）在食鹽中含量為99%，部分地區(qū)所出品的食鹽加入氯化鉀以降低氯化鈉的含量以降低高血壓發(fā)生率。同時世界大部分地區(qū)的食鹽都通過添加碘來預(yù)防碘缺乏病，添加了碘的食鹽叫做碘鹽。食鹽的物理性質(zhì)：NaCl， 食鹽的主要成分，離子型化合物。純凈的氯化鈉晶體是無色透明的立方晶體，由于雜質(zhì)的存在使一般情況下的氯化鈉為白色立方晶體或細小的晶體粉末，比重為2.165（25/4），熔點801，沸點1442，相對密度為2.165克/立方厘米，味咸，含雜質(zhì)時易潮解；

2、溶于水或甘油，難溶于乙醇，不溶于鹽酸，水溶液中性并且導(dǎo)電。固態(tài)的氯化鈉不導(dǎo)電，但熔融態(tài)的氯化鈉導(dǎo)電。在水中的溶解度隨著溫度的升高略有增大。當溫度低于0.15 時可獲得二水合物NaCl·2H2O。氯化鈉大量存在于海水和天然鹽湖中，可用來制取氯氣、氫氣、鹽酸、氫氧化鈉、氯酸鹽、次氯酸鹽、漂白粉及金屬鈉等，是重要的化工原料；可用于食品調(diào)味和腌魚肉蔬菜，以及供鹽析肥皂和鞣制皮革等；經(jīng)高度精制的氯化鈉可用來制生理食鹽水，用于臨床治療和生理實驗，如失鈉、失水、失血等情況?？赏ㄟ^濃縮結(jié)晶海水或天然的鹽湖或鹽井水來制取氯化鈉。一·Nacl晶體結(jié)構(gòu)在氯化鈉晶體中，每個氯離子的周圍都有6個鈉離

3、子，每個鈉離子的周圍也有6個氯離子。鈉離子和氯離子就是按照這種排列方式向空間各個方向伸展，形成氯化鈉晶體。Cl-離子做立方最緊密堆積，Na+離子充填于所有的八面體空隙中，立方對稱。因為n個球形成的八面體空隙也為n個，所以陰、陽離子數(shù)量比為1：1二·Nacl晶體的結(jié)合結(jié)合類型：離子結(jié)合結(jié)合力：靜電庫侖力提供吸引力，靠近到一定程度，由于泡利不相容元原理，兩個離子的閉合殼層電子云的交疊產(chǎn)生強大的排斥力，當吸引力與排斥力相平衡，形成穩(wěn)定的離子晶體。結(jié)合模式；Na+離子與Cl-離子兩套面心立方套構(gòu)而成。配位數(shù)為6.Nacl晶體數(shù)據(jù)（10e（10）帕斯卡下）：晶格常數(shù)a：2.82*10e（-10

4、）米馬德隆常數(shù)：1.748體變量k=（v）|V0：2.40 體變量可由實驗給出，利用體變量與n，r0的關(guān)系可計算每對離子的結(jié)合能。結(jié)合能W=-U(r0)=,其中排斥能只占庫倫能的1/n。理論計算得u（庫倫 10e（-18J/每對離子）=-1.43與實驗對照：n=7.77u（理論）=-1.25u（實驗）=-1.27三·Nacl晶體的晶格振動色散圖形：已知Nacl的色散曲線，就知道了各個振動模式在各頻率間隔內(nèi)的分布，也就能確定態(tài)密度函數(shù)。在q空間振動模式密度為，態(tài)密度的表達式為利用Nacl的色散關(guān)系，即可求出態(tài)密度關(guān)系。Nacl晶體的紅外光學(xué)性質(zhì)： 大多數(shù)離子晶體在可見光譜區(qū)域是透明的,

5、但在光譜的紅外區(qū)存在強烈的反射和吸收現(xiàn)象,這些紅外光學(xué)性質(zhì)是由離子晶體光學(xué)支聲子決定的。和離子晶體光學(xué)聲子典型頻率相近的紅外光對應(yīng)的波長(10 m)遠比原子間 距大得多,所以可能和紅外光發(fā)生作用的只能是長波光學(xué)聲子,即Brilouin 區(qū)中心附近的光學(xué)聲子。所以研究離子晶體的紅外光學(xué)性質(zhì)要從分析長光學(xué)波運動的特點,求解長光學(xué)波的宏觀運動方程出發(fā)。電磁波色散關(guān)系貼近縱軸,所以光學(xué)支色散關(guān)系只會和 q0的光學(xué)支耦合。當電磁波垂直入射到離子晶體表面時。如果它的頻率和橫光聲子頻率相同,就能激發(fā)TO聲子,因聲學(xué)支色散關(guān)系為二者都是橫波,它們會耦合在一起。但橫光子不與縱光學(xué)聲子發(fā)生耦合作用,垂直入射不能激

6、發(fā)LO聲子。 Nacl長光學(xué)波的特點：長光學(xué)波描述的是原胞內(nèi)正負離子之間的相對運動,因此在波長較大時,半個波長范圍內(nèi)可以包含許多個原胞,在兩個波節(jié)之間同種電荷的離子位移方向相同,異性電荷離子位移方向相反,因此波節(jié)面就將晶體分成許多薄層,在每個薄層里由于異性電荷離子位移方向相反而形成了退極化場 E ,所以又叫極化波。長光學(xué)波的極化對縱波和橫波的影響是不同的,縱波的極化場增大了原子位移的恢復(fù)力,從而提高了振動頻率,而橫波的極化場對頻率基本無影響。所以Nacl晶體中L0 > T0大塊NaCl 晶體的反射率和波長關(guān)系:在頻率禁區(qū)內(nèi)的電磁波不能在晶體中傳播,在這個頻率區(qū)間內(nèi)反射率最大。L , T 分別為38*10(-6)m 61*10(-6)m不同厚度的Nacl薄膜的紅外透射譜 薄膜厚分別為： 只有襯底+膜厚0.07m 膜厚0.11m ×膜厚0.17m 膜厚0.26m 四·Nacl晶體的能帶 引用文獻（1）中利用擴展休克爾方法計算Nacl的能帶結(jié)構(gòu)計算得晶體價帶圖晶體導(dǎo)帶圖 理論與實驗數(shù)據(jù)對比：結(jié)論：理論得出的價帶躍遷的