Question

MgO比Al2O3的熔点更高的原因

Answer 1

实验测得：氧化铝熔点（以刚玉为例 ,是2050度）,氧化镁熔点是2800度,从熔点的高低上看,很多人错误的认定,熔点的判别是氧化镁中的离子键强于氧化铝的离子键造成的,但晶体熔解时,这个能量对应的是晶格能,而不是键能 .
查得氧化镁和氧化铝的晶格能分别为3791kJ/mol和15111kJ/mol,根据晶格能越大,晶体的熔沸点越高的现律,由于氧化铝晶格能远高于氧化镁,当然应当是氧化铝熔点高.
理论上讲应该是Al2O3,但实验结果是MgO熔点更高.
查得氧化镁和氧化铝的晶格能分别为371kJ/mol和15111kJ/mol,根据晶格能越大,晶体的熔沸点越高的现律,由于氧化铝晶格能远高于氧化镁,当然应当是氧化铝熔点高.那么如何说明这一反常情况呢?实际上我们通常所说的离子键并非纯粹的离子键,成键微粒总是有电子云重叠的情况,也即离子性和共价性各占一定的比例,只不过不同化合物其离子性所占百分数不同.有人根据大量事实总结出规律：在离子性占主要成分的化合物中,一般是熔点随离子性百分数的增大而升高.经查氧化镁和氧化铝的离子性百分数分别为75.3％和46.7％.
因而氧化镁和氧化铝的熔点可从以下两个方面来看：
（1）Mg2+、Al3+半径均小,Mg2+、Al3+、O2-所带电荷又都比较高,所以离子键都强,氧化镁和氧化铝熔点都相当高；
（2）氧化镁的离子性百分数远高于氧化铝的离子性百分数,相比之下,氧化铝离子性百分数的相对偏低,使离子键的削弱比Al3+电荷偏高,半径偏小对离子键的贡献要显著,导致了氧化铝熔点较氧化镁低.因此氧化铝熔点很高,但却低于氧化镁.