离子

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离子也是构成化学结构的基本粒子

离子是指原子由于自身或外界的作用而失去或得到一个或几个电子使其达到最外层电子数为8个(如第一層是最外層,則為2個,若是氢离子,则没有外层电子)的稳定结构。这一过程称为电离。电离过程所需或放出的能量称为电离能

化学反应中,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。带电荷的原子叫做离子,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、阳离子由于静电作用而形成不带电性的化合物

与分子、原子一样,离子也是构成物质的基本粒子。如氯化钠就是由离子和离子构成的。

阴离子[编辑]

阴离子是指中性的原子或者分子由於外界的化學作用,獲得一个或幾个電子,而产生的微观带电粒子。

阴离子的产生[编辑]

对阴离子的产生,可以通过不同的图景来加以研究。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的生成很有帮助,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,将一个电子移近分子的时候,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。这个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[编辑]

当原子/分子吸附一个电子形成阴离子的时候,它的能量会发生变化。稳定阴离子的形成是一种放热反应,这部分释放的能量就称为电子亲合能。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。

非金屬性最強的元素,但電子親合力最大者為

对原子来讲,因为它的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。但是对于分子离子,由于振动能级转动能级的存在,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够测定。

阳离子[编辑]

阳离子是指原子由於外界的化學作用,而失去(釋放)一个或幾个电子,使其最外層电子數目達到8个或2个電子的穩定結構。

失(放)電子的能力[编辑]

而原子的半徑愈大,原子的失電子能力較强,金属性也就較强;相反,原子的半徑愈小,原子的失電子能力愈弱,因此金屬性也較弱。

而原子的半徑相同,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。

金属性最强的元素(Fr),也是失(放)電子的能力最強的金屬

常見離子[编辑]

常見陽離子
名稱 化學式 別稱
簡單陽離子
Al3+
Ba2+
Be2+
Cs+
Ca2+
(II) Cr2+
(III) Cr3+
(VI) Cr6+
(II) Co2+
(III) Co3+
(I) Cu+
(II) Cu2+
(III) Cu3+
Ga3+
He2+ (α粒子)
H+ (質子)
亞鐵離子(II) Fe2+
(III) Fe3+
(II) Pb2+
(IV) Pb4+
Li+
Mg2+
(II) Mn2+
(III) Mn3+
(IV) Mn4+
(VII) Mn7+
(II) Hg2+
亞鎳(II) Ni2+
(III) Ni3+
K+
Ag+
Na+
Sr2+
亞錫(II) Sn2+
(IV) Sn4+
Au3+
Zn2+
多原子阳离子
铵根離子 NH4+
水合氢离子 H3O+
硝鎓离子 NO2+
亞汞(I) Hg22+
常見陰離子
名稱 化學式 合称 別稱
簡單陰離子
砷离子 As3− 砷化物
疊氮根离子 N3 叠氮化物
溴离子 Br 溴化物
氯离子 Cl 氯化物
氟离子 F 氟化物
氫负离子 H 氢化物
碘离子 I 碘化物
氮离子 N3− 氮化物
氧离子 O2− 氧化物
磷离子 P3− 磷化物
硫离子 S2− 硫化物
過氧根离子 O22− 过氧化物
含氧酸根
砷酸根离子 AsO43− 砷酸盐
亞砷酸根离子 AsO33− 亚砷酸盐
硼酸根离子 BO33− 硼酸盐
溴酸根离子 BrO3 溴酸盐
次溴酸根离子 BrO 次溴酸盐
碳酸根离子 CO32− 碳酸盐
碳酸氢根离子 HCO3 碳酸氢盐
氢氧根离子 OH 氢氧化物
氯酸根离子 ClO3 氯酸盐
高氯酸根离子 ClO4 高氯酸盐
亚氯酸根离子 ClO2 亚氯酸盐
次氯酸根离子 ClO 次氯酸盐
铬酸根离子 CrO42− 铬酸盐
二铬酸根离子 Cr2O72− 二铬酸盐
碘酸根离子 IO3 碘酸盐
硝酸根离子 NO3 硝酸盐
亚硝酸根离子 NO2 亚硝酸盐
磷酸根离子 PO43− 磷酸盐
亚磷酸根离子 HPO32− 亚磷酸盐
磷酸一氢根离子 HPO42− 磷酸一氢盐
磷酸二氢根离子 H2PO4 磷酸二氢盐
锰酸根离子 MnO42− 锰酸盐
高锰酸根离子 MnO4 高锰酸盐
硫酸根离子 SO42− 硫酸盐
硫代硫酸根离子 S2O32− 硫代硫酸盐
硫酸氢根离子 HSO4 硫酸氢盐
亚硫酸根离子 SO32− 亚硫酸盐
亚硫酸氢根离子 HSO3 亚硫酸氢盐
過硫酸根离子 S2O82− 過硫酸盐
矽酸根离子 SiO44− 矽酸盐
偏矽酸根離子 SiO32− 偏矽酸鹽
鋁矽酸根离子 AlSiO4 鋁矽酸盐
有机酸根离子
乙酸根醋酸根)离子 C2H3O2 乙酸盐
甲酸根离子 HCO2 甲酸盐
草酸根离子 C2O42− 草酸盐
草酸氢根离子 HC2O4 草酸氢盐
其他阴离子
硫化氢根离子 HS 硫化氢盐
碲离子 Te2− 碲化物
氨基负离子 NH2 氨基盐
氰酸根离子 OCN 氰酸盐
硫氰酸根离子 SCN 硫氰酸盐
氰离子 CN 氰化物
常見離子顏色
名稱 化學式 顏色
高錳酸根離子 MnO4- 紫色
錳酸根離子 MnO42- 綠色
鉻酸根離子 CrO42- 黃色
重鉻酸根離子 Cr2O72- 橙色
銅離子 Cu2+ 藍色
亞銅離子 Cu+ 红色
鐵離子 Fe3+ 褐色
亞鐵離子 Fe2+ 淡綠色
亞鈷離子 Co2+ 粉紅色
錳離子 Mn2+ 淡粉紅色
溴離子 Br- 淡黃色

参考文献[编辑]

  • McDaniel W. E., "Collision Phenomena in Ionized Gases", John Wiley & Sons, 1964, NewYork