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離子

2021-07-16 12:27:04

離子(英語:Ion)是指原子或分子失去或得到壹個或幾個電子而形成的帶電荷的粒子。得失電子的過程稱為電離,電離過程的能量變化可以用電離能來衡量。

在化學反應中,通常是金屬元素原子失去最外層電子,非金屬原子得到電子,從而使參加反應的原子或原子團帶上電荷。帶正電荷的原子叫做陽離子,帶負電荷的原子叫做陰離子。通過陰、陽離子由於靜電作用結合而形成不帶電性的化合物,叫做離子化合物

與分子、原子壹樣,離子也是構成物質的基本粒子。如氯化鈉就是由氯離子和鈉離子構成的。

陰離子(−)

陰離子(英文:anionnegative ion)是指中性的原子或者分子獲得壹個或多個電子,而產生的帶負電荷的微觀帶電粒子,正式不會稱“負離子”。

離子的產生

陰離子的產生,可以通過不同的圖景來加以研究。壹種是從外層電子對原子核電場的屏蔽(即,達成滿殼層穩定結構)的角度出發,另壹種是從中性粒子在電子所產生的電場中的極化效應出發。前壹種對理解原子離子的生成很有幫助,而後壹種對分子離子的研究來講,則十分便利。

以中性分子為例,將壹個電子移近分子的時候,分子在電子所產生的電場的作用下發生極化,產生的電偶極矩和電子所攜帶的電荷相互吸引。這個電磁相互作用勢能和電子和分子中心的距離的四次方成反比。是非常短程的相互作用。

電子親合能

當原子/分子吸附壹個電子形成陰離子的時候,它的能量會發生變化。穩定陰離子的形成是壹種放熱反應,這部分釋放的能量就稱為電子親和能。電子親和能越大,原子/分子的得電子就越容易。在元素周期表上,VII族原子的電子親合能最大,而惰性氣體的電子親合能最小。

非金屬性最強的元素是氟,但電子親合力最大者為氯。

對原子來講,因為它的陰離子的結構非常簡單,通常只有壹個穩定的束縛態,所以它的電子親和能可以通過測量陰離子的光致去吸附效應(Photodetachment)的閾值頻率得到。但是對於分子離子,由於振動能級和轉動能級的存在,光致去吸附的閾值並不和電子親合能直接相關。需要特別設計的實驗才能夠測定。

陽離子(+)

陽離子(英文:cationpositive ion)是指中性的原子或者分子失去壹個或多個電子,而產生的帶正電荷的微觀帶電粒子,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強,金屬性也就較強;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,最外層電子數目愈少,失電子能力較強;相反,最外層電子數目愈多,失電子能力較弱。

陽離子價態對於主族元素,陽離子價態不會大於價電子數。

常見離子

資料專題:離子常見離子

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參考文獻

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