化学自习室移动版

【导读】‌‌MgO熔点为‌2852℃；Al₂O₃熔点为‌2050–2054℃。

在对比中发现MgO中Mg²⁺半径比Al³⁺半径大，离子晶体中，离子半径越小，离子间的距离越近，离子键越强；Al³⁺所带电荷数比Mg²⁺多，从电荷数看，Al₂O₃中离子键应更强，熔点应该更高，而事实恰恰相反。

首先主导因素是离子键百分数‌，MgO的离子键含量更高；然后电负性差值对离子键有强化作用，MgO中Mg和O电负性差值更大，离子性更强；最后离子半径‌越小，极化作用增强，维持离子键主导，Al₂O₃刚好符合这一特征。氧化镁作为氧化铝陶瓷的烧结助剂时，可通过形成低熔点液相促进致密化，此现象与熔点本身的比较无关。

‌1. 离子性百分数的差异‌

离子性越高，化合物中‌离子键占比越大‌，晶格能越高，熔点随之升高。氧化镁的离子性百分数为‌50%‌，而氧化铝为‌41%。

‌2. 离子电荷与半径的综合作用

Mg²⁺‌的电荷(+2)低于‌Al³⁺‌(+3)，‌Mg²⁺的离子半径(0.72Å)显著大于Al³⁺(0.54Å)‌。Al³⁺电荷更高，但‌较小的半径导致其与O²⁻的极化作用更强‌，削弱离子键占比，增强共价性，离子键仍为主，但共价成分增加导致熔点下降。此外Al₂O₃离子间距离相对较小，但因共价性增加，实际晶格能可能低于预期，导致熔点较低。

‌3. 电负性差异影响离子键强度‌

电负性差越大，离子性越强，熔沸点越高。Mg(1.31)与O(3.5)的电负性差(Δ=2.19)‌，这大于‌Al(1.61)与O(3.5)的差值(Δ=1.89)。

‌4. 晶格结构与共价键的干扰‌

MgO为‌面心立方晶格‌(每个Mg²⁺被6个O²⁻包围)，结构对称性高，离子键主导。氧化铝中如β-Al₂O₃为‌六方最密堆积晶格‌(每个Al³⁺被6个O²⁻包围)，但Al³⁺的强极化作用导致‌共价键成分增加‌，削弱离子键强度。

这种结构差异导致氧化镁的晶体结构更加规整、紧密，离子间的相互作用更加稳定，从而具有更高的熔点。