離子極化一對離子特征的描述離子的特征要從三個方面描述PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1 離子極化一對離子特征的描述離子的特離子極化一對離子特征的描述離子的特 征要從三個方面描述征要從三個方面描述 二二 離子極化現(xiàn)象離子極化現(xiàn)象 離子在電場中產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極的現(xiàn)象稱為離子極化現(xiàn)象。離子在電場中產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極的現(xiàn)象稱為離子極化現(xiàn)象。 離子具有變形性，所以可以被電場極化。離子具有變形性，所以可以被電場極化。 離子作為帶電微粒，自身又可以起電場作用，可使其它離子離子作為帶電微粒，自身又可以起電場作用，可使其它離子 變形。離子這種能力稱為極化能力。變形。離子這種能力稱為極化能力。 故離子有二重性：變形性和極化能力。故離子有二重性：變形性和極化能力。 第1頁/共15頁 三三 影響變形性的

2、因素影響變形性的因素 1 簡單離子簡單離子 r 大則變形性大，故陰離子的變形性顯得主要。陽離子中只大則變形性大，故陰離子的變形性顯得主要。陽離子中只 有有 r 相當(dāng)大的相當(dāng)大的（如如 Hg 2 + ，Pb 2 + ，Ag + 等等）才考慮其變形性才考慮其變形性 。 2 復(fù)雜陰離子變形性小復(fù)雜陰離子變形性小 SO4 2 ， ，ClO4 ， ，NO3 r 雖大，但離子對稱性高，中心 雖大，但離子對稱性高，中心 氧化數(shù)又高，拉電子能力強，不易變形。氧化數(shù)又高，拉電子能力強，不易變形。 電子層結(jié)構(gòu)相同，半徑電子層結(jié)構(gòu)相同，半徑越大，變形性越越大，變形性越大大，如，如 Si 4 + Al 3 + Mg

3、2 + Na+ ( Ne ) F O 2 電子構(gòu)型，外層（次外層）電子越多，變形性越大。電子構(gòu)型，外層（次外層）電子越多，變形性越大。 Na+ Cu+ ； Ca 2 + Fe 2 +，Ni 2 + ( 9 17 ) Ca 2 +，Mg 2 + ( 8 e ) 1、r 小則極化能力強，因此小則極化能力強，因此 Na + K + Rb + Cs + ， Li + 極化能力很大，極化能力很大，H 的體積和半徑均極小，極化能力最強 的體積和半徑均極小，極化能力最強 。 2、r 相近時，電荷數(shù)越高極化能力越強相近時，電荷數(shù)越高極化能力越強 。 Mg 2 + ( 8e，65 pm ) Ti 4 + ( 8

4、e，68 pm ) 離子極化力用離子勢離子極化力用離子勢 或有效離子勢或有效離子勢 衡量衡量 ， 越大，離子極化力越大。越大，離子極化力越大。 第3頁/共15頁 五五、離子極化對物質(zhì)性質(zhì)的影響、離子極化對物質(zhì)性質(zhì)的影響 1、 離子極化對化學(xué)鍵類型的影響離子極化對化學(xué)鍵類型的影響 離子鍵是離子之間的引力。正離子的電子轉(zhuǎn)移給了負(fù)離子離子鍵是離子之間的引力。正離子的電子轉(zhuǎn)移給了負(fù)離子。 當(dāng)極化能力強的正離子和變形性大的負(fù)離子接近時，發(fā)生極化現(xiàn)當(dāng)極化能力強的正離子和變形性大的負(fù)離子接近時，發(fā)生極化現(xiàn) 象。負(fù)離子的電子云變形，即負(fù)離子的電子被拉向兩核之間，使象。負(fù)離子的電子云變形，即負(fù)離子的電子被拉向兩

5、核之間，使 兩核間的電子云密度增大。于是離子鍵的百分?jǐn)?shù)減少，共價鍵的兩核間的電子云密度增大。于是離子鍵的百分?jǐn)?shù)減少，共價鍵的 百分?jǐn)?shù)增大，離子鍵向共價鍵過渡。百分?jǐn)?shù)增大，離子鍵向共價鍵過渡。 離子極化的結(jié)果使離子晶體中出現(xiàn)離子對或分子單位離子極化的結(jié)果使離子晶體中出現(xiàn)離子對或分子單位 ，離，離 子晶體向分子晶體過渡。子晶體向分子晶體過渡。 離子鍵和共價鍵不是絕對的。離子鍵和共價鍵不是絕對的。 第4頁/共15頁 從離子鍵強度考慮，從離子鍵強度考慮， Al 2 O3 + 3 對對 2 應(yīng)比應(yīng)比 MgO + 2 對對 2 的的離子鍵強離子鍵強 ，m. p. 高。但事實并非如此。高。但事實并非如此。

6、這說明了這說明了 Al 2O 3 的共價成份比的共價成份比 Mg O 大。大。 從離子極化理論考慮，因為從離子極化理論考慮，因為 Al 3 + 的極化能力強，造成的極化能力強，造成 Al 2O3 比比 MgO 更傾向于分子晶體更傾向于分子晶體 。 2 2使化合物的熔點降低使化合物的熔點降低 由于離子極化，使化學(xué)鍵由離子鍵向共價鍵轉(zhuǎn)變，化合由于離子極化，使化學(xué)鍵由離子鍵向共價鍵轉(zhuǎn)變，化合 物也相應(yīng)由離子型向共價型過渡，其熔點、沸點也隨共價物也相應(yīng)由離子型向共價型過渡，其熔點、沸點也隨共價 成分的增多而降低。如成分的增多而降低。如AgF AgF AgClAgCl AgBrAgBr AgIAgI 第

7、5頁/共15頁 3 3使化合物的溶解度降低使化合物的溶解度降低 離子晶體通常是可溶于水的。水極性強，它會削弱正、負(fù)離子之離子晶體通常是可溶于水的。水極性強，它會削弱正、負(fù)離子之 間的靜電吸引，離子晶體進入水中后，正、負(fù)離子間的吸引力將間的靜電吸引，離子晶體進入水中后，正、負(fù)離子間的吸引力將 減到約為原來的八十分之一，使正、負(fù)離子很容易受熱運動的作減到約為原來的八十分之一，使正、負(fù)離子很容易受熱運動的作 用而互相分離。用而互相分離。 由于離子極化，離子鍵向共價鍵過渡的程度較大，即鍵的極性減由于離子極化，離子鍵向共價鍵過渡的程度較大，即鍵的極性減 小。水不能像減弱離子間的靜電作用那樣減弱共價鍵的結(jié)

8、合力，小。水不能像減弱離子間的靜電作用那樣減弱共價鍵的結(jié)合力， 所以導(dǎo)致離子極化作用較強的晶體難溶于水。所以導(dǎo)致離子極化作用較強的晶體難溶于水。 如如AgF AgCl AgBr AgIAgF AgCl AgBr AgI，溶解度依次降低。，溶解度依次降低。 第6頁/共15頁 4使化合物的顏色加深使化合物的顏色加深 例如，例如，S2-變形性比變形性比O2-大，因此硫化物顏色比氧化物深。大，因此硫化物顏色比氧化物深。 副族金屬離子硫化物一般有色，主族金屬硫化物一般無色副族金屬離子硫化物一般有色，主族金屬硫化物一般無色 例如，例如，AgCl AgBr AgI，顏色依次為白色，淡黃色，黃色，顏色依次為白

9、色，淡黃色，黃色 。 第7頁/共15頁 六六 相互極化相互極化 Al2O3 中中 Al 3 + 對對 O 2 施加電場作用，使 施加電場作用，使 O 2 變形，當(dāng)然 變形，當(dāng)然 O 2 對 對 Al 3 + 也有極化能力。但也有極化能力。但 Al 3 + 變形性極小，故這部分作變形性極小，故這部分作 用不必考慮；但正離子若不是用不必考慮；但正離子若不是 8 e 的的 Al 3 +，而是而是 ( 18 + 2 ) e 、 18 e 的正離子，不考慮自身的變形性則是不行的。的正離子，不考慮自身的變形性則是不行的。 討論討論 Zn I2 Cd I2 Hg I2 三者的三者的離子極化問題，離子極化問題

10、， 若只考慮若只考慮 Zn 2 +，Cd 2 +，Hg 2 + 對對 I 的極化作用，應(yīng)得出 的極化作用，應(yīng)得出 Zn I2 的極化程度最大的結(jié)論的極化程度最大的結(jié)論。因為因為三者的電荷相等，電子層結(jié)三者的電荷相等，電子層結(jié) 構(gòu)相同，而構(gòu)相同，而 Zn 2 + 的的 r 最小。最小。 既考慮陽離子對陰離子的極化，又考慮陰離子對陽離子的極既考慮陽離子對陰離子的極化，又考慮陰離子對陽離子的極 化，總的結(jié)果稱化，總的結(jié)果稱相互極化相互極化 。 但這與實驗結(jié)果是不相符的。但這與實驗結(jié)果是不相符的。 即即 Zn I2 的熔點，沸點低，而的熔點，沸點低，而 Hg I2 的熔點，沸點高的熔點，沸點高 。 第

11、8頁/共15頁 結(jié)論：結(jié)論： 在遇到陽離子為在遇到陽離子為 Pb 2 +，Ag +，Hg 2 + 等時，要注意等時，要注意 用相互極化解釋問題。用相互極化解釋問題。 原因在于沒有考慮原因在于沒有考慮 Zn 2 +，Cd 2 +，Hg 2 + 的變形性，沒有考的變形性，沒有考 慮相互極化。慮相互極化。Zn 2 + 的變形性最小，的變形性最小， Hg 2 + 的變形性最大。故相的變形性最大。故相 互極化的總結(jié)果是互極化的總結(jié)果是 Hg I2 最大。最大。 Zn I2，Cd I2，Hg I2 熔點和溶解度熔點和溶解度依次降低依次降低 。 第9頁/共15頁 N O O O N O O O 5 七七 反

12、極化作用反極化作用 NO3 中心 中心的的 N ( V )，極化作用很強，使氧的電子云變形極化作用很強，使氧的電子云變形。 NO3 的結(jié)構(gòu) 的結(jié)構(gòu) 第10頁/共15頁 由于由于 H 的極化能力極強，這種反極化作用導(dǎo)致 的極化能力極強，這種反極化作用導(dǎo)致 O N 鍵鍵 結(jié)合力減弱，所以硝酸在較低的溫度下將分解，生成結(jié)合力減弱，所以硝酸在較低的溫度下將分解，生成 NO2 。 OHN O O HNO3 分子中，分子中， H 對 對與其與其鄰近的氧原子的極化，與鄰近的氧原子的極化，與 N ( V ) 對對這個氧原子的極化作用這個氧原子的極化作用的效果的效果相反。相反。 4 HNO3 4 NO2 + 2 H2O + O2 我們稱我們稱 H 的極化作用為反極化作用， 的極化作用為反極化作用，就就是與是與 N ( V ) 的的極極 化化作用作用相比較而言的相比較而言的。 第11頁/共15頁 Li + 的極化能力次于的極化能力次于 H ， ，但強于但強于 Na + ，故穩(wěn)定性關(guān)系有故穩(wěn)定性關(guān)系有 HNO3 LiNO3 NaNO3 結(jié)論：一般含氧酸的鹽比含氧酸穩(wěn)定，例如結(jié)論：一般含氧酸的鹽比含氧酸穩(wěn)定，例如 H2SO3得不到純得不到純 品，但其鹽是比較穩(wěn)定的。品，但其鹽是比較穩(wěn)定的。 以上是從陽離子的反極