Paulingova pravidla

Paulingova pravidla definují principy vzájemné interakce mezi kationty a anionty v reálných strukturách a lze je shrnout do následujících pěti bodů.

  1. Koordinační polyedr aniontů se tvoří kolem kationtu, vzdálenost aniont - kationt je určena součtem iontových poloměrů a koordinační číslo kationtu poměrem poloměrů kationt - aniont.

  2. Princip elektrostatické valence. Ve stabilních krystalových strukturách je celková pevnost valenčních vazeb, které sahají k okolním aniontům, rovna náboji aniontu. Pevnost elektrostatické vazby (též Paulingova vazebná síla) lze definovat jako náboj iontu dělený koordinačním číslem. Výsledné číslo se také označuje jako elektrostatická valence. Např. v halitu je iont Na+ obklopen šesti anionty Cl-, takže každá z 6 vazeb má sílu 1/6. Tím se míní, že šest vazeb mezi centrálním kationtem a šesti oktaedricky koordinovanými anionty jsou navenek elektricky neutrální. Krystaly, ve kterých mají všechny vazby stejnou pevnost, se označují jako izodesmické.
    elektrostatická valence v halitu a fluoritu

  3. Existence společných hran a nebo stěn dvou polyedrů snižuje celkovou stabilitu struktury. Tento efekt je větší pro velké kationty s vysokou valencí a nízkým koordinačním číslem a také v případech, kdy se poměr iontů blíží dolnímu limitu stability koordinačních polyedrů.
    společné prvky koordinačních polyedrů

  4. V krystalech s různými kationty, které mají vysokou valenci a nízké koordinační číslo, je tendence nesdílet navzájem prvky polyedrů. Pokud k tomu dojde, sdílené hrany se smršťují a kationty jsou vychýleny ze svých centrálních poloh v polyedru, dále od sdílené hrany nebo plochy.

  5. Princip „šetrnosti“. Počet druhů základních stavebních jednotek v krystalu bývá co nejmenší, obvykle jen několik rozdílných typů kationtových a aniontových pozic. Ve strukturách s komplikovaným složením mohou různé ionty obsazovat stejné strukturní pozice (viz následující struktura amfibolu).
    struktura amfibolu