离子

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离子也是构成化学结构的基本粒子

离子(英語:Ion)是指原子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。

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钠离子构成。

陰離子(-)[编辑]

陰离子(英文:anionnegative ion)是指中性的原子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[编辑]

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[编辑]

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。

非金屬性最強的元素,但電子親合力最大者為

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(+)[编辑]

陽離子(英文:cationpositive 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[编辑]

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[编辑]

常見陽離子
名稱 化學式 別稱
簡單陽離子
H⁺ 質子
鹼金屬 Li⁺
Na⁺
K⁺
Cs⁺
鹼土金屬 Be²⁺
Mg²⁺
Ca²⁺
Sr²⁺
Ba²⁺
硼族 Al³⁺
(II) Cr²⁺
(III) Cr³⁺
(II) Mn²⁺
(III) Mn³⁺
鐵磁族鐵系元素ⅧB族 (II) Fe²⁺ 亞鐵離子
(III) Fe³⁺ 高鐵離子
(II) Co²⁺
(III) Co³⁺
(II) Ni²⁺ 亞鎳
(III) Ni³⁺
銅族/貨幣金屬 (I) Cu⁺
(II) Cu²⁺
(I) Ag⁺
(I) Au⁺ 亞金
(III) Au³⁺
鋅族 Zn²⁺
(II) Hg²⁺
碳族 (II) Sn²⁺ 亞錫
(IV) Sn⁴⁺
(II) Pb²⁺
(IV) Pb⁴⁺
多原子阳离子
铵離子 NH₄⁺
水合氢离子 H₃O⁺
硝鎓离子 NO₂⁺
(I) Hg₂²⁺ 亞汞
常見陰離子
名稱 化學式 合称 別稱
簡單陰離子
氫负离子 H⁻ 氢化物
氟离子 F⁻ 氟化物
溴离子 Br⁻ 溴化物
氯离子 Cl⁻ 氯化物
碘离子 I⁻ 碘化物
氧离子 O²⁻ 氧化物
過氧根离子 O₂²⁻ 过氧化物
硫离子 S²⁻ 硫化物
硒離子 Se²⁻ 硒化物
碲離子 Te²⁻ 碲化物
氮离子 N³⁻ 氮化物
疊氮根离子 N₃⁻ 叠氮化物
磷离子 P³⁻ 磷化物
砷离子 As³⁻ 砷化物
含氧酸根
氢氧根离子 OH⁻ 氢氧化物
高氯酸根离子 ClO₄⁻ 高氯酸盐
氯酸根离子 ClO₃⁻ 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
溴酸根离子 BrO₃⁻ 溴酸盐
次溴酸根离子 BrO⁻ 次溴酸盐
(偏)高碘酸根離子 IO₄⁻ (偏)高碘酸鹽
(原)高碘酸根離子 IO₆⁵⁻ (原)高碘酸鹽
碘酸根离子 IO₃⁻ 碘酸盐
硫酸根离子 SO₄²⁻ 硫酸盐
硫酸氢根离子 HSO₄⁻ 硫酸氢盐
焦硫酸根離子 S₂O₇²⁻ 焦硫酸鹽
過硫酸根离子 S₂O₈²⁻ 過硫酸盐
亚硫酸根离子 SO₃²⁻ 亚硫酸盐
亚硫酸氢根离子 HSO₃⁻ 亚硫酸氢盐
硫代硫酸根离子 S₂O₃²⁻ 硫代硫酸盐
硼酸根离子 BO₃³⁻ 硼酸盐
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
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
亚磷酸根离子 HPO₃²⁻ 亚磷酸盐
砷酸根离子 AsO₄³⁻ 砷酸盐
亞砷酸根离子 AsO₃³⁻ 亚砷酸盐
碳酸根离子 CO₃²⁻ 碳酸盐
碳酸氢根离子 HCO₃⁻ 碳酸氢盐
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
高鐵酸根離子 FeO₄²⁻ 高鐵酸鹽
高锰酸根离子 MnO₄⁻ 高锰酸盐
锰酸根离子 MnO₄²⁻ 锰酸盐
高鍀酸根離子 TcO₄⁻ 高鍀酸鹽
高錸酸根離子 ReO₄⁻ 高錸酸鹽
铬酸根离子 CrO₄²⁻ 铬酸盐
重铬酸根离子 Cr₂O₇²⁻ 重铬酸盐
有机酸根离子
甲酸根离子 HCO₂⁻ 甲酸盐
乙酸根醋酸根)离子 C₂H₃O₂⁻ 乙酸盐
草酸根离子 C₂O₄²⁻ 草酸盐
草酸氢根离子 HC₂O₄⁻ 草酸氢盐
環戊二烯根离子 H₅C₅⁻ 環戊二烯鹽
其他阴离子
硫化氢根离子 HS⁻ 硫氢化物
氨基负离子 NH₂⁻ 氨基盐
亞氨基负离子 NH²⁻ 亞氨盐
氰离子 CN⁻ 氰化物
氰酸根离子 OCN⁻ 氰酸盐
硫氰酸根离子 SCN⁻ 硫氰酸盐
常見離子顏色
名稱 化學式 顏色
鉻酸根離子 CrO₄²⁻
重鉻酸根離子 Cr₂O₇²⁻
錳離子 Mn²⁺ 淡粉紅
錳酸根離子 MnO₄²⁻
高錳酸根離子 MnO₄⁻
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⁺

相关条目[编辑]

参考文献[编辑]

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