离子
离子(英語:Ion)是指原子或分子失去或得到电子而形成的带电荷的粒子。得失电子的过程称为电离,电离过程的能量变化可以用电离能来衡量。
在化学反应中,通常是金属元素原子失去最外层电子,非金属原子得到电子,从而使参加反应的原子或原子团带上电荷。带正电荷的原子叫做阳离子,带负电荷的原子叫做阴离子。阴、阳离子由静电作用结合形成不带电的化合物叫离子化合物。
与分子、原子一样,离子也是构成物质的基本粒子,如氯化钠就是由氯离子和钠离子构成。
陰離子(-)
陰离子(英文:anion或negative ion)是指中性的原子或分子获得电子而产生带负电荷的微观带电粒子,正式不會稱「負離子」。
生成
陰離子生成可以不同图景来研究。一种是从外层电子对原子核电场的屏蔽(即,达成满壳层稳定结构)的角度出发,另一种是从中性粒子在电子所产生的电场中的极化效应出发。前一种对理解原子离子生成很有帮助,而后一种对分子离子的研究来讲,则十分便利。
以中性分子为例,将电子移近分子时,分子在电子所产生的电场的作用下发生极化,产生的电偶极矩和电子所携带的电荷相互吸引。这电磁相互作用势能和电子和分子中心的距离的四次方成反比。是非常短程的相互作用。
电子亲合能
原子/分子吸附电子形成阴离子时,其能量会有变。形成稳定阴离子是放热反应,这部分释放的能量就称为电子亲和能。电子亲和能越大,原子/分子的得電子就越容易。在元素周期表上,VII族原子的电子亲合能最大,而惰性气体的电子亲合能最小。
原子之阴离子的结构非常简单,通常只有一个稳定的束缚态,所以它的电子亲和能可以通过测量阴离子的光致去吸附效应(Photodetachment)的阈值频率得到。但分子离子,由于振动能级和转动能级的存在,光致去吸附的阈值并不和电子亲合能直接相关。需要特别设计的实验才能测定。
陽離子(+)
陽離子(英文:cation或positive ion)是指中性的原子或者分子失去电子,而产生的带正电荷的微观带电粒子,正式不會稱「正離子」。
失(放)電子的能力
原子半徑愈大,原子的失電子能力較强,金属性也較强;相反,原子半徑愈小,原子的失電子能力愈弱,金屬性也較弱。
原子半徑相同,最外層电子數目愈少,失電子能力較强;相反,最外層电子數目愈多,失電子能力較弱。
阳离子价态对于主族元素,阳离子价态不会大于价电子数。
常見離子
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名稱 | 化學式 | 顏色 |
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鉻酸根離子 | CrO₄²⁻ | 黃 |
重鉻酸根離子 | Cr₂O₇²⁻ | 橙 |
錳離子 | Mn²⁺ | 淡粉紅 |
錳酸根離子 | MnO₄²⁻ | 綠 |
高錳酸根離子 | MnO₄⁻ | 紫 |
亞鐵離子 | Fe²⁺ | 淡綠 |
鐵離子 | Fe³⁺ | 浅紫(水解后为黄色) |
亞鈷離子 | Co²⁺ | 粉紅 |
鎳離子 | Ni²⁺ | |
銅離子 | Cu²⁺ | 藍 |
相关条目
参考文献
- McDaniel W. E., "Collision Phenomena in Ionized Gases", John Wiley & Sons, 1964, NewYork
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