鍵價匹配原理英文解釋翻譯、鍵價匹配原理的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 valence-matching principle
分詞翻譯:
鍵的英語翻譯:
bond; key
【計】 K; key; keyt
【化】 key; linkage; spline
【醫】 bond; key; linkage
價的英語翻譯:
price; value
【醫】 adicity; valence; valency; value
【經】 price
匹配的英語翻譯:
marry; matching; mate
【計】 matching
原理的英語翻譯:
elements; philosophy; principium; principle; theory
【化】 principle
【醫】 mechanism; principle; rationale
【經】 ground work; principle
專業解析
鍵價匹配原理(Bond Valence Matching Principle)是化學鍵理論中的核心概念,指原子間形成的化學鍵需滿足鍵價(bond valence)與原子價态(valence state)的平衡關系。該原理通過定量描述原子間電荷分布規律,為晶體結構預測、材料穩定性分析提供理論依據。
從漢英對照角度,該術語可拆解為:
- 鍵價(bond valence):表示化學鍵的強度,與鍵長呈反比關系
- 匹配(matching):對應原子電子結構的互補性要求
- 原理(principle):源于Pauling第二規則(靜電價規則)的延伸發展
其科學内涵包含三個維度:
- 電荷守恒:陽離子提供的總鍵價等于其氧化态,陰離子接受的總鍵價等于其負電荷量。例如Ca²⁺在晶體中與六個O²⁻配位時,單個Ca-O鍵價約為2/6=0.33價
- 結構適配:Brown和Altermatt提出的鍵價-鍵長公式$$s = expleft(frac{R_0 - d}{B}right)$$(其中$R_0$為原子對特征半徑,$d$為鍵長,$B=0.37$Å為經驗常數)
- 能量優化:偏離理想鍵價總體系會通過結構畸變降低能量,如Jahn-Teller效應
實際應用領域包括:
- 晶體結構驗證(國際晶體學數據庫ICSD采用此原理校驗數據)
- 離子遷移預測(固體電解質設計中需滿足遷移路徑的鍵價連續)
- 礦物學分析(如橄榄石結構中Mg²⁺/Fe²⁺占位傾向)
主要參考文獻:
- 《化學鍵的本質》(Linus Pauling著)第3章
- 國際晶體學協會《鍵價方法指南》(IUCr官方技術報告)
- Brown I D. Acta Cryst. B, 1992發表的鍵價參數數據庫
網絡擴展解釋
鍵價匹配原理是鍵價理論中的核心概念,主要用于解釋離子化合物或配位結構中原子間鍵的穩定性與電中性平衡。以下從定義、公式和應用三個層面詳細解釋:
1.基本定義
鍵價匹配原理指在穩定的離子化合物中,陰陽離子的鍵價總和需等于其原子價,即每個原子的正負電荷通過周圍化學鍵的合理分配達到平衡。例如:
- 陽離子:将自身正電荷(如Na⁺的+1價)通過化學鍵分配到周圍陰離子上;
- 陰離子:接收來自鄰近陽離子的鍵價總和需與其負電荷相等(如O²⁻的-2價需通過多個陽離子的鍵價分配滿足)。
2.關鍵公式
鍵價匹配的實現依賴以下關系式:
- 價和規則:原子價 ( V = sum S_i ),即原子價等于所有鍵價(( S_i ))之和;
- 鍵價-鍵長關聯:鍵價 ( S ) 與鍵長 ( R ) 呈反比關系,常用經驗公式:
$$ S = expleft(frac{R_0 - R}{N}right) quad text{或} quad S = left(frac{R_0}{R}right)^N $$
其中 ( R_0 ) 和 ( N ) 為與原子類型相關的經驗常數,( R ) 為實測鍵長。
3.實際應用
- 結構預測:通過鍵長測量計算鍵價,驗證是否符合價和規則,從而判斷晶體結構是否穩定。
- 缺陷分析:若某原子的鍵價和不等于其原子價,可能提示局部結構畸變或化學鍵異常。
- 材料設計:在合成新材料時,通過調整鍵長(如摻雜不同半徑的離子)優化鍵價匹配,提升材料穩定性。
示例說明
以NaCl晶體為例:
- Na⁺(+1價):每個Na⁺被6個Cl⁻包圍,每個Na–Cl鍵的鍵價 ( S = 1/6 approx 0.167 );
- Cl⁻(-1價):每個Cl⁻接收6個Na⁺的鍵價總和 ( 6 times 0.167 = 1 ),與Cl⁻的-1價匹配(符號相反)。
這種通過鍵長調節鍵價、最終實現電荷平衡的機制,即為鍵價匹配原理的核心。
分類
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