离子

离子 (英語:Ion)是指原子或原子基团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

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。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和钠离子构成的。

陰离子(−)

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是氟,但電子親合力最大者為氯。

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)。是指原子失去一或幾电子,而产生的带正电荷的微观带电粒子,又稱正離子。

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。

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+
鉻(II)Cr2+
鉻(III)Cr3+
鈷(II)Co2+
鈷(III)Co3+
銅(I)Cu+
銅(II)Cu2+
H+(質子)
亞鐵離子(II)Fe2+
鐵(III)Fe3+
鉛(II)Pb2+
鉛(IV)Pb4+
Li+
Mg2+
錳(II)Mn2+
錳(III)Mn3+
汞(II)Hg2+
亞鎳(II)Ni2+
鎳(III)Ni3+
K+
Ag+
Na+
Sr2+
亞錫(II)Sn2+
錫(IV)Sn4+
Au3+
Zn2+
多原子阳离子
铵根離子NH+
4
水合氢离子H3O+
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
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

  • 酸根离子
  • 金属离子

参考文献

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