离子

离子 (英語:Ion)是指原子分子失去或得到一个或几个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。

离子也是构成化学结构的基本粒子

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。通过阴、阳离子由于静电作用结合而形成不带电性的化合物,叫做离子化合物

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的。

陰離子(−)

陰离子(英文:anionnegative ion)是指中性的原子或者分子获得一个或多个电子,而产生的带负电荷的微观带电粒子,正式不會稱「負離子」。

离子的产生

陰離子的产生,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

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

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()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。

离子的产生

陰離子的产生,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

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

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()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。

陽離子(+)

陽離子(英文:cationpositive ion)是指中性的原子或者分子失去一个或多个电子,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

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。

阳离子价态 对于主族元素,阳离子价态不会大于价电子数。

失(放)電子的能力

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。

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

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+
(II)Co2+
(III)Co3+
(I)Cu+
(II)Cu2+
H+(質子)
亞鐵離子(II)Fe2+
(III)Fe3+
(II)Pb2+
(IV)Pb4+
Li+
Mg2+
(II)Mn2+
(III)Mn3+
(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NH+
4
水合氢离子H
3
O+
硝鎓离子NO+
2
亞汞(I)Hg2+
2
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N
3
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
重铬酸根离子Cr2O72−重铬酸盐
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
鐵離子Fe3+浅紫色
(水解后为黄色)
亞鐵離子Fe2+淡綠色
亞鈷離子Co2+粉紅色
錳離子Mn2+淡粉紅色

相关条目

参考文献

本文来源:维基百科:离子

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