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離子是指原子由於自身或外界的作用而失去或得到一個或幾個電子使其達到最外層電子數為8個或2個的穩定結構。這一過程稱為電離。電離過程所需或放出的能量稱為電離能。與分子、原子一樣,離子也是構成物質的基本粒子。

1 離子 -概念

離子等離子體

離子是原子或原子團由於得失電子而形成的帶電微粒。在化學反應中,金屬 元素原子失去最外層電子,非金屬原子得到電子,從而使參加反應的原子或原子團帶上電荷。帶電荷的原子叫做離子,帶正電荷的原子叫做陽離子,帶負電荷的原子叫做陰離子。陰、陽離子由於靜電作用而形成不帶電性的化合物。 

  原子是由原子核和核外電子組成,原子核帶正電荷,繞核運動的電子則帶相反的負電荷。原子的核電荷數與核外電子數相等,因此原子顯電中性。如果原子從外獲得的能量超過某個殼層電子的結合能,那麼這個電子就可脫離原子的束縛成為自由電子。一般最外層電子數較少的原子、或半徑較大的原子,較易失去電子;反之,則較易獲得電子。當原子的最外層電子軌道達到飽和狀態(第一周期元素2個殼層電子、第二第三周期元素8個電子)時,性質最穩定。

2 離子 -分類


離子負離子產品

1、當原子得到一個或幾個電子時,核外電子數多於核電荷數,從而帶負電荷,稱為陰離子。
2、當原子失去一個或幾個電子時,核外電子數少於核電荷數,從而帶正電荷,稱為陽離子。
3、絡離子是指由某些分子、原子或陽離子通過配位鍵與電中性分子或陰離子形成的複雜離子,例如水合離子。絡離子本身可以屬於陽離子或陰離子。

在化合物的原子間進行電子轉移而生成離子的過程稱為電離,電離過程所需或放出的能量稱為電離能。電離能越大,意味著原子越難失去電子。離子化合物,即陰、陽離子間以離子鍵組成的化合物,如可溶於水的酸、鹼、鹽,當在水中溶解並電離時,恆定條件下,處於離子狀態的比例和處於分子狀態的比例達到動態平衡,稱為離子平衡。

3 離子 -發現簡史


1887年,28歲的阿侖尼烏斯在前人研究的基礎上提出了電離理論。但他的導師,著名科學家塔倫教授不認同他的觀點,嚴厲抨擊了他的論文,結果電離學說在數年後才受到公認。阿侖尼烏斯榮獲1903年諾貝爾化學獎。後來物理學家德拜對離子作了進一步研究並獲得1936年諾貝爾化學獎。

等離子態與氣體放電:在絕對溫度不為零的任何氣體中

離子氣體元素離子
都有一定數量的原子被電離。在氣體放電過程中以及受控聚變裝置產生的高溫等離子體中,有大量的工作氣體原子和雜質原子被剝離了最外層電子,成為離子。例如氧原子,若失去一個電子記作OⅡ,若失去兩電子記作OⅢ,以此類推。

SV-2023 離子棒:SV-2023離子棒 是一種固定式消除靜電的專用設備。屬棒式除靜電產品的一種。具有安裝簡易、工作穩定、消除靜電速度快的特點。離子棒其強離子清除物體表面的靜電,屬工業類,適用於平面物體的除靜電,應用窗帘遮光原理設計的外觀,安裝在潔凈車間流水線入口,窗帘式的離子可有效的隔離潔凈車間內外的空氣混流。需配高SV-2060高壓發生器使用。

作用原理:離子棒可產生大量的帶有正負電荷的氣流,可以將物體上所帶的電荷中和掉,當物體表面所帶電荷為負電荷時,它會吸引氣流中的正電荷,當物體表面所帶電荷為正電荷時,它會吸引氣流中的負電荷,從而使物體表面上的靜電被中和,達到消除靜電的目的。

電離器件:電離器件在高壓發生器產生的低電流高電壓作用下,形成一個穩定的高強電場,電離空氣形成離子體,到達物體表面,達到中和靜電和除塵目的。

4 離子 -檢驗


1、Cl-(在溶液中)———在被測溶液中加入硝酸銀溶液,如果生成不溶於硝酸的白色沉澱,則原被測液中含氯離子。
2、SO42-(在溶液中)———在被測溶液中加入氯化鋇(或硝酸鋇、或氫氧化鋇)溶液,如果生成不溶於硝酸(或鹽酸)的白色沉澱,則原被測液中含硫酸根離子。

離子負離子產品


3、CO32-(1)(固體或溶液)———在被測物質中加入稀酸溶液,如果產生能使澄清石灰水變渾濁的氣體,則原被測物質中含碳酸根離子。
4、(2)(在溶液中)———在被測溶液中加入氯化鋇或硝酸銀溶液,如果產生能溶於硝酸的白色沉澱,且同時生成能使澄清的石灰水變渾濁的氣體,則原被測溶液中含碳酸根離子。
在鑒別Cl-和SO42-時,用氯化鋇溶液,不要用硝酸銀溶液,這是因為硫酸銀為微溶性物質,使鑒別現象不明顯。在一未知溶液中加入氯化鋇溶液,若產生不溶於硝酸的白色沉澱,則原被測液中可能含銀離子也可能含硫酸根離子。

5 離子 -離子鍵

離子鍵 :使陰、陽離子結合成化合物的靜電作用。

離子離子鍵

離子鍵是由電子轉移(失去電子者為陽離子,獲得電子者為陰離子)形成的。即正離子和負離子之間由於靜電引力所形成的化學鍵。離子既可以是單離子,如Na+、CL-;也可以由原子團形成;如SO4 2-,NO3-等。離子鍵的作用力強,無飽和性,無方向性。離子鍵形成的礦物總是以離子晶體的形式存在。

研究認為,在分子或晶體中的原子決不是簡單地堆砌在一起,而是存在著強烈的相互作用。化學上把這種分子或晶體中原子間(有時原子得失電子轉變成離子)的強烈作用力叫做化學鍵。鍵的實質是一種力。所以有的又叫鍵力,或就叫鍵。

礦物都是由原子、分子或離子組成的,它們之間是靠化學鍵聯繫著的。
化學鍵主要有三種基本類型,即離子鍵、共價鍵和金屬鍵。

離子鍵
離子鍵是由電子轉移(失去電子者為陽離子,獲得電子者為陰離子)形成的。即正離子和負離子之間由於靜電引力所形成的化學鍵。離子既可以是單離子,如Na+、CL-;也可以由原子團形成;如SO4 2-,NO3-等。 離子鍵的作用力強,無飽和性,無方向性。離子鍵形成的礦物總是以離子晶體的形式存在。

共價鍵
共價鍵的形成是相鄰兩個原子之間自旋方向相反的電子相互配對,此時原子軌道相互重疊,兩核間的電子云密度相對地增大,從而增加對兩核的引力。共價鍵的作用力很

離子離子鍵的形成
強,有飽和性與方向性。因為只有自旋方向相反的電子才能配對成鍵,所以共價鍵有飽和性;另外,原子軌道互相重疊時,必須滿足對稱條件和最大重疊條件,所以共價鍵有方向性。共價鍵又可分為三種:
1、非極性共價鍵 形成共價鍵的電子云正好位於鍵合的兩個原子正中間,如金剛石的C—C鍵。
2、極性共價鍵 形成共價鍵的電子云偏於對電子引力較大的一個原子,如Pb—S 鍵,電子云偏於S一側,可表示為Pb→S。
3、配價鍵 共享的電子對只有一個原子單獨提供。如Zn—S鍵,共享的電子對由鋅提供,Z:+ ¨..S:=Z n→S

共價鍵可以形成兩類晶體,即原子晶體共價鍵與分子晶體。原子晶體的晶格結點上排列著原子。原子之間有共價鍵聯繫著。在分子晶體的晶格結點上排列著分子(極性分子或非極性分子),在分子之間有分子間力作用著,在某些晶體中還存在著氫鍵。

金屬鍵
由於金屬晶體中存在著自由電子,整個金屬晶體的原子(或離子)與自由電子形成化學鍵。這種鍵可以看成由多個原子共用這些自由電子所組成,所以有人把它叫做改性的共價鍵。對於這種鍵還有一種形象化的說法:「好像把金屬原子沉浸在自由電子的海洋中」。金屬鍵沒有方向性與飽和性。 和離子晶體、原子晶體一樣,金屬晶體中沒獨立存在的原子或分子;金屬單質的化學式(也叫分子式)通常用化學符號來表示。

上述三種化學鍵是指分子或晶體內部原子或離子間的強烈作用力。但它沒有包括所有其他可能的作用力。比如,氯氣,氨氣和二氧化碳氣在一定的條件下都可以液化或

離子離子間的反應
凝固成液氯、液氨和乾冰(二氧化碳的晶體)。說明在分子之間還有一種作用力存在著,這種作用力叫做分子間力(范德華力),有的叫分子鍵。分子間力的分子的極性有關。分子有極性分子和非極性分子,其根據是分子中的正負電荷中心是否重合,重合者為非極性分子,不重合者為極性分子。

分子間力包括三種作用力,即色散力、誘導力和取向力。
(1)當非極性分子相互靠近時,由於電子的不斷運動和原子核的不斷振動,要使每一瞬間正、負電荷中心都重合是不可能的,在某一瞬間總會有一個偶極存在,這種偶極叫做瞬時偶極。由於同極相斥,異極相吸,瞬時偶極之間產生的分子間力叫做色散力。任何分子(不論極性或非極性)互相靠近時,都存在色散力。
(2)當極性分子和非極性分子靠近時,除了存在色散力作用外,由於非極性分子受極性分子電場的影響產生誘導偶極,這種誘導偶極和極性分子的固有偶極之間所產生的吸引力叫做誘導力。同時誘導偶極又作用於極性分子,使其偶極長度增加。從而進一步加強了它們間的吸引。
(3)當極性分子相互靠近時,色散力也起著作用。此外,由於它們之間固有偶極之間的同極相斥,異極相吸,兩個分子在空間就按異極相鄰的狀態取向,由於固有偶極之間的取向而引起的分子間力叫做取向力。由於取向力的存在,使極性分子更加靠近,在相鄰分子的固有偶極作用下,使每個分子的正、負電荷中心更加分開,產生了誘導偶極,因此極性分子之間還存在著誘導力。
總之,在非極性分子之間只存在著色散力,在極性分子和非極性分子之間存在著色散務和誘導力,在極性分子之間存在著色散力、誘導力和取向力。色散力、誘導力和取向力的總和叫做分子間力。分子間力沒有方向性與飽和性,鍵力較弱。

氫鍵
氫鍵的形成是由於氫原子和電負性較大的X原子(如F、O、N

離子離子加速

原子)以共價鍵結合后,共用電子對強烈地偏向X原子,使氫核幾乎「裸露」出來。這種「裸露」的氫核由於體積很小,又不帶內層電子,不易被其他原子的電子云所排斥,所以它還能吸引另一個電負性較大的Y原子(如F、O、N原子)中的獨對電子云而形成氫鍵。X—H??? Y 點線表示氫鍵。X、Y可以是同種元素也可以是不同種元素。 除了HF、H2O、NH3等三種氫化物能夠形成氫鍵之外,在無機含氧酸、羥酸、醇、胺以及和生命有關的蛋白質等許多類物質都存在氫鍵。在一些礦物晶格中,如高嶺土等也局部存在氫鍵。

離子鍵一般情況下是金屬與非金屬所構成的化合物(銨根離子除外),其中,有一種元素完全失去電子形成相應的陽離子,同時另一種物質得到電子形成相應的陰離子。共價鍵指的是由兩種物質共用電子對所形成的化學鍵。
離子化合物中可能含有共價鍵,有離子鍵的化合物一定是離子化合物。

6 離子 -離子方程式

用實際參加反應的離子符號表示離子反應的式子。它不僅表示一定物質間的某個反應,而且表示了所有同一類型的離子反應。
書寫離子方程式的基本步驟為:①、寫出有關反應的

離子離子反應方程式
化學方程式。②、可溶性的強電解質(強酸、強鹼、可溶性鹽)用離子符號表示,其它難溶的物質、氣體、水等仍用分子式表示。微溶的強電解質應看其是否主要以自由離子形式存在,例如,石灰水中的Ca(OH)2寫離子符號,石灰乳中的Ca(OH)2用分子式表示。③、刪去方程式兩邊不參加反應的離子。④、檢查式子兩邊的各種原子的個數及電荷數是否相等。

各種類型的離子方程式可按下列方法書寫:
①、絡合反應、鹽類的水解反應應直接寫離子方程式。例如,氯化鐵溶液跟硫氰化鉀溶液反應:Fe3++SCN-[Fe(SCN]2+  碳酸鈉水解:
②、簡單的複分解反應可直接寫出離子方程式。注意:當反應物一邊或生成物一邊有多種物質需用分子式表示時,應當寫全,不可遺漏。例如,氫氧化鋇與硫酸銨溶液共熱:可溶性酸式鹽跟強鹼的反應比較複雜,應按基本步驟書寫,否則易出錯誤。
③、氧化還原類型的離子反應應按基本步驟書寫,否則會出現多種錯誤。例如,鐵跟氯化鐵溶液反應,以下寫法是錯誤的(兩邊電荷不等):Fe+Fe3+=2Fe2+  應先寫出化學方程式:  Fe+2FeCl3=3PeCl2   再刪去未反應的Cl-:
Fe+2Fe3+=3Fe2+

7 離子 -離子半徑

定義一:描述離子大小的參數。取決於離子所帶

離子離子半徑
電荷、電子分佈和晶體結構型式。設r陽為陽離子半徑,r陰為陰離子半徑。r陽+r陰=鍵長。r陽/r陰與晶體類型有關。可從鍵長計算離子半徑。一般採用Goldschmidt半徑和Pauling半徑,皆是NaCl型結構配位數為6的數據。Shannon考慮了配位數和電子自旋狀態的影響,得到兩套最新數據,其中一套數據,參考電子云密度圖,陽離子半徑比傳統數據大14pm,陰離子小14pm,更接近晶體實際。

定義二:反映離子大小的一個物理量。離子可近似視為球體,離子半徑的導出以正、負離子半徑之和等於離子鍵鍵長這一原理為基礎,從大量X射線晶體結構分析實測鍵長值中推引出離子半徑。離子半徑的大小主要取決於離子所帶電荷和離子本身的電子分佈,但還要受離子化合物結構型式(如配位數等)的影響,離子半徑一般以配位數為6的氯化鈉型晶體為基準,配位數為8時,半徑值約增加3% ;配位數為4時,半徑值下降約5%。負離子半徑一般較大,約為1.3~2.5埃;正離子半徑較小,約為0.1~1.7埃。根據正、負離子半徑值可導出正、負離子的半徑和及半徑比,這是闡明離子化合物性能和結構型式的兩項重要因素。

8 離子 -參考資料


1、http://www.hxxqxz.cn/atoms/bonding/ionic.html#top 
2、http://zhidao.baidu.com/q?word=%C0%EB%D7%D3%BC%FC&;ct=17&pn=0&tn=ikaslist&rn=10
3、化工詞典

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