初中離子知識點.doc

初中離子知識點基本概念原子-內(nèi)部組成的粒子模型圖在化學(xué)變化中，原子或原子團得失電子后形成的帶電微粒稱作離子。帶正電的稱為陽離子，帶負電的稱為陰離子。原子是由原子核和核外電子構(gòu)成，原子核帶正電荷，繞核運動的電子則帶相反的負電荷。原子的核電荷數(shù)與核外電子數(shù)相等，因此原子顯電中性。如果原子從外獲得的能量超過某個殼層電子的結(jié)合能，那么這個電子就可脫離原子的束縛成為自由電子。一般最外層電子數(shù)小于4的原子、或半徑較大的原子，較易失去電子（一般為金屬元素，如：鉀K，鈣Ca等)趨向達到相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；而最外層電子數(shù)不少于4的原子（一般為非金屬元素，如：硼B(yǎng)，碳C等）則較易獲得電子趨向達到相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。當(dāng)原子的最外層電子軌道達到飽和狀態(tài)（第一周期元素2個電子、第二第三周期元素8個電子）時，性質(zhì)最穩(wěn)定，一般為稀有氣體(氦除外，最外層有2個電子，性質(zhì)也很穩(wěn)定)。原子核外第一層不能超過2個電子，其余每層最多排2n2（n為電子層數(shù)）個，最外層最多只能排8個。如果該原子有n個電子層，則該原子最多有電子2+8（n-1）個離子是指原子由于自身或外界的作用而失去或得到一個或幾個電子使其達到最外層電子數(shù)為8個（如第一層是最外層，則為2個，若是氫離子，則沒有外層電子）的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。這一過程稱為電離。電離過程所需或放出的能量稱為電離能。在化學(xué)反應(yīng)中，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(yīng)的原子或原子團帶上電荷。帶電荷的原子叫做離子，帶正電荷的原子叫做陽離子，帶負電荷的原子叫做陰離子。陰、陽離子由于靜電作用而形成不帶電性的化合物。與分子、原子一樣，離子也是構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子。如氯化鈉就是由氯離子和鈉離子構(gòu)成的。分類當(dāng)原子得到一個或幾個電子時，質(zhì)子數(shù)小于核外電子數(shù)，且質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)-所帶電荷數(shù)，從而帶負電荷，稱為陰離子。 當(dāng)原子失去一個或幾個電子時，質(zhì)子數(shù)大于核外電子數(shù)，且質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)+所帶電荷數(shù)，從而帶正電荷，稱為陽離子。絡(luò)離子是指由某些分子、原子或陽離子通過配位鍵與電中性分子或陰離子形成的復(fù)雜離子，例如水合離子。絡(luò)離子本身可以屬于陽離子或陰離子。屬性在化合物的原子間進行電子轉(zhuǎn)移而生成離子的過程稱為電離，電離過程所需或放出的能量稱為電離能。電離能越大，意味著原子越難失去電子。離子化合物，即陰、陽離子間以離子鍵組成的化合物，如可溶于水的酸、堿、鹽，當(dāng)在水中溶解并電離時，恒定條件下，處于離子狀態(tài)的比例和處于分子狀態(tài)的比例達到動態(tài)平衡，稱為離子平衡（Ion balance）結(jié)構(gòu)示意原子核的組成粒子-模型圖離子結(jié)構(gòu)示意圖與原子結(jié)構(gòu)示意圖一樣，人們可以用離子結(jié)構(gòu)示意圖來表示離子的核電荷數(shù)和電子層排布。小圈和圈內(nèi)的數(shù)字分別表示原子核和核內(nèi)質(zhì)子數(shù)，弧線表示電子層，弧線上的數(shù)字表示該層的電子數(shù)。當(dāng)然，在書寫離子結(jié)構(gòu)的時候需要注意離子核外電子一般為8電子（或2電子）的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)簡史1887年，28歲的阿侖尼烏斯在前人研究的基礎(chǔ)上提出了電離理論。但他的導(dǎo)師，著名科學(xué)家塔倫教授不認同他的觀點，嚴(yán)厲抨擊了他的論文，結(jié)果電離學(xué)說在數(shù)年后才受到公認。阿侖尼烏斯榮獲1903年諾貝爾化學(xué)獎。后來物理學(xué)家德拜對離子作了進一步研究并獲得1936年諾貝爾化學(xué)獎。等離子態(tài)與氣體放電：在絕對溫度不為零的任何氣體中氣體元素離子都有一定數(shù)量的原子被電離。在氣體放電過程中以及受控聚變裝置產(chǎn)生的高溫等離子體中，有大量的工作氣體原子和雜質(zhì)原子被剝離了最外層電子，成為離子。例如氧原子，若失去一個電子記作O，若失去兩電子記作O，以此類推。 SV-2023離子棒：SV-2023離子棒 是一種固定式消除靜電的專用設(shè)備。屬棒式除靜電產(chǎn)品的一種。具有安裝簡易、工作穩(wěn)定、消除靜電速度快的特點。離子棒其強離子清除物體表面的靜電，屬工業(yè)類，適用于平面物體的除靜電，應(yīng)用窗簾遮光原理設(shè)計的外觀，安裝在潔凈車間流水線入口，窗簾式的離子可有效的隔離潔凈車間內(nèi)外的空氣混流。需配高SV-2060高壓發(fā)生器使用。 氣體元素離子作用原理：離子棒可產(chǎn)生大量的帶有正負電荷的氣流，可以將物體上所帶的電荷中和掉，當(dāng)物體表面所帶電荷為負電荷時，它會吸引氣流中的正電荷，當(dāng)物體表面所帶電荷為正電荷時，它會吸引氣流中的負電荷，從而使物體表面上的靜電被中和，達到消除靜電的目的。電離器件：電離器件在高壓發(fā)生器產(chǎn)生的低電流高電壓作用下，形成一個穩(wěn)定的高強電場，電離空氣形成離子體，到達物體表面，達到中和靜電和除塵目的。離子檢驗離子檢驗指的是通過用指示劑、沉淀、冒泡等方法鑒別離子的過程。酸根離子SO42-(在溶液中)先加入稀鹽酸酸化，如果無沉淀生成、無氣體產(chǎn)生（分別排除銀離子、碳酸根離子干擾）則在被測溶液中加入氯化鋇溶液，生成白色沉淀則原被測液中含硫酸根離子。CO32-(1)(固體或溶液)在被測物質(zhì)中加入稀酸溶液，如果產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體，則原被測物質(zhì)中含碳酸根離子。(2)(在溶液中)在被測溶液中加入氯化鋇或硝酸銀溶液，如果產(chǎn)生能溶于硝酸的白色沉淀，且同時生成能使澄清的石灰水變渾濁的氣體，則原被測溶液中含碳酸根離子。金屬離子NH4+ （溶液或固體）在被測物質(zhì)中加入強堿如NaOH，研磨或加熱，如果放出刺激性氣體，且該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，則原物質(zhì)中含有銨根離子。Fe2+ （溶液）在被測溶液中加入KSCN溶液，無現(xiàn)象，再加入新制氯水，然后，如果產(chǎn)生血紅色沉淀，則原被測溶液中含有亞鐵離子。Fe3+ (溶液中）在被測物質(zhì)中加入KSCN溶液，如果產(chǎn)生血紅色沉淀，則原被測溶液中含有鐵離子。Na+ （固體或溶液）用焰色反映檢驗，如果其火焰為黃色，則原物質(zhì)中含有鈉離子。K+ （固體或溶液）用焰色反映檢驗，如果其火焰為紫色(透過藍色鈷玻璃，濾去黃光)，則原物質(zhì)中含有鉀離子。負離子產(chǎn)品非金離子Cl-(在溶液中)在被測溶液中加入稀硝酸酸化，然后加入硝酸銀溶液。如果生成白色沉淀，則原被測液中含氯離子。Br- （溶液）在被測溶液中加入硝酸銀溶液,如果生成不溶于硝酸的淺黃色沉淀，則原被測液中含溴離子。I- （溶液）在被測溶液中加入硝酸銀溶液，如果生成不溶于硝酸的黃色沉淀，則原被測液中含碘離子。注：1. 在鑒別硫酸根離子時，用氯化鋇溶液，不能用硝酸銀或硝酸鋇溶液，這是因為硫酸銀為微溶性物質(zhì)，使鑒別現(xiàn)象不明顯；且硝酸根很可能將亞硫酸根氧化為硫酸根，造成結(jié)果不對。2. 檢驗硫酸根離子時在不能直接加入氯化鋇溶液，若產(chǎn)生不溶于硝酸的白色沉淀，則原被測液中可能含銀離子也可能含硫酸根離子，所以應(yīng)先加鹽酸酸化并排除銀離子。離子符號離子符號：在元素符號右上角表示出離子所帶正、負電荷數(shù)的符號。 例如,鈉原子失去一個電子后成為帶一個單位正電荷的鈉離子用“Na+”表示。硫原子獲得二個電子后帶元素符號：統(tǒng)一采取該元素的拉丁文名稱第一個字母來表示元素的符號。（往往正負電的數(shù)子寫在正負號的前面）離子鍵離子鍵離子鍵 ：使陰、陽離子結(jié)合成化合物的靜電作用。離子鍵是由電子轉(zhuǎn)移（失去電子者為陽離子，獲得電子者為陰離子）形成的。即正離子和負離子之間由于靜電引力所形成的化學(xué)鍵。離子既可以是單離子，如Na+、Cl-；也可以由原子團形成；如SO42-，NO3-等。離子鍵的作用力強，無飽和性，無方向性。離子鍵形成的礦物總是以離子晶體的形式存在。研究認為，在分子或晶體中的原子決不是簡單地堆砌在一起，而是存在著強烈的相互作用?；瘜W(xué)上把這種分子或晶體中原子間（有時原子得失電子轉(zhuǎn)變成離子）的強烈作用力叫做化學(xué)鍵。鍵的實質(zhì)是一種力。所以有的又叫鍵力，或就叫鍵。礦物都是由原子、分子或離子組成的，它們之間是靠化學(xué)鍵聯(lián)系著的?；瘜W(xué)鍵主要有三種基本類型，即離子鍵、共價鍵和金屬鍵。離子鍵的形成 離子鍵的形成強，有飽和性與方向性。因為只有自旋方向相反的電子才能配對成鍵，所以共價鍵有飽和性；另外，原子軌道互相重疊時，必須滿足對稱條件和最大重疊條件，所以共價鍵有方向性。共價鍵又可分為三種：1.非極性共價鍵形成共價鍵的電子云正好位于鍵合的兩個原子正中間，如金剛石的CC鍵。2.極性共價鍵 形成共價鍵的電子云偏于對電子引力較大的一個原子，如PbS 鍵，電子云偏于S一側(cè)，可表示為PbS。3.配價鍵 共享的電子對只有一個原子單獨提供。如ZnS鍵，共享的電子對由鋅提供，Z：+ S：=Z nS 共價鍵可以形成兩類晶體，即原子晶體共價鍵與分子晶體。原子晶體的晶格結(jié)點上排列著原子。原子之間有共價鍵聯(lián)系著。在分子晶體的晶格結(jié)點上排列著分子（極性分子或非極性分子），在分子之間有分子間力作用著，在某些晶體中還存在著氫鍵。離子間的反應(yīng)離子間的反應(yīng)凝固成液氯、液氨和干冰（二氧化碳的晶體）。說明在分子之間還有一種作用力存在著，這種作用力叫做分子間力（范德華力），有的叫分子鍵。分子間力的分子的極性有關(guān)。分子有極性分子和非極性分子，其根據(jù)是分子中的正負電荷中心是否重合，重合者為非極性分子，不重合者為極性分子。 分子間力包括三種作用力，即色散力、誘導(dǎo)力和取向力。（1）當(dāng)非極性分子相互靠近時，由于電子的不斷運動和原子核的不斷振動，要使每一瞬間正、負電荷中心都重合是不可能的，在某一瞬間總會有一個偶極存在，這種偶極叫做瞬時偶極。由于同極相斥，異極相吸，瞬時偶極之間產(chǎn)生的分子間力叫做色散力。任何分子（不論極性或非極性）互相靠近時，都存在色散力。（2）當(dāng)極性分子和非極性分子靠近時，除了存在色散力作用外，由于非極性分子受極性分子電場的影響產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，這種誘導(dǎo)偶極和極性分子的固有偶極之間所產(chǎn)生的吸引力叫做誘導(dǎo)力。同時誘導(dǎo)偶極又作用于極性分子，使其偶極長度增加。從而進一步加強了它們間的吸引。（3）當(dāng)極性分子相互靠近時，色散力也起著作用。此外，由于它們之間固有偶極之間的同極相斥，異極相吸，兩個分子在空間就按異極相鄰的狀態(tài)取向，由于固有偶極之間的取向而引起的分子間力叫做取向力。由于取向力的存在，使極性分子更加靠近，在相鄰分子的固有偶極作用下，使每個分子的正、負電荷中心更加分開，產(chǎn)生了誘導(dǎo)偶極，因此極性分子之間還存在著誘導(dǎo)力?？傊诜菢O性分子之間只存在著色散力，在極性分子和非極性分子之間存在著色散務(wù)和誘導(dǎo)力，在極性分子之間存在著色散力、誘導(dǎo)力和取向力。色散力、誘導(dǎo)力和取向力的總和叫做分子間力。分子間力沒有方向性與飽和性，鍵力較弱。離子半徑定義一：描述離子大小的參數(shù)。取決于離子所帶離子半徑 離子半徑電荷、電子分布和晶體結(jié)構(gòu)型式。設(shè)r陽為陽離子半徑，r陰為陰離子半徑。r陽+r陰=鍵長。r陽/r陰與晶體類型有關(guān)?？蓮逆I長計算離子半徑。一般采用Goldschmidt半徑和Pauling半徑，皆是NaCl型結(jié)構(gòu)配位數(shù)為6的數(shù)據(jù)。Shannon考慮了配位數(shù)和電子自旋狀態(tài)的影響，得到兩套最新數(shù)據(jù)，其中一套數(shù)據(jù)，參考電子云密度圖，陽離子半徑比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)大14pm，陰離子小14pm，更接近晶體實際。 定義二：反映離子大小的一個物理量。離子可近似視為球體，離子半徑的導(dǎo)出以正、負離子半徑之和等于離子鍵鍵長這一原理為基礎(chǔ)，從大量X射線晶體結(jié)構(gòu)分析實測鍵長值中推引出離子半徑。離子半徑的大小主要取決于離子所帶電荷和離子本身的電子分布，但還要受離子化合物結(jié)構(gòu)型式（如配位數(shù)等）的影響，離子半徑一般以配位數(shù)為6的氯化鈉型晶體為基準(zhǔn)，配位數(shù)為8時，半徑值約增加3% ；配位數(shù)為4時，半徑值下降約5%。負離子半徑一般較大，約為1.32.5埃；正離子半徑較小，約為0.11.7埃。根據(jù)正、負離子半徑值可導(dǎo)出正、負離子的半徑和及半徑比，這是闡明離子化合物性能和結(jié)構(gòu)型式的兩項重要因素。特征離子是組成離子型化合物的基本粒子。離子型化合物在任何狀態(tài)下(晶體、熔融狀態(tài)、蒸氣狀態(tài)或溶液中)都是以離子的形式存在的。因此，離子的性質(zhì)在很大程度上決定著離子化合物的性質(zhì)。就是說，離子的性質(zhì)，即離子的三種重要特征：離子的電荷、離子的半徑、離子的電子層結(jié)構(gòu)的類型(簡稱離子的電子構(gòu)型)是決定離子型化合物的共性和特性的根本原因。(1)離子的電荷離子電荷對于離子的性質(zhì)以及所組成的離子型化合物的性質(zhì)，都有很大影響。即使是同一種元素，當(dāng)形成不同電荷的離子時，由它們所組成的離子型化合物的性質(zhì)也會有較大的差異。例如，鐵元素能形成Fe2+、Fe3+兩種離子，這兩種離子及其化合物在性質(zhì)上就大不相同。Fe3+比Fe2+的正電荷多，在一定條件下，F(xiàn)e3+能奪取1個電子變成Fe2+，而相反，F(xiàn)e2+則有失去1個電子變?yōu)镕e3+的傾向。Fe3+在溶液中能跟SCN-離子作用生成血紅色的Fe(SCN)2+離子，而Fe2+則不發(fā)生這種反應(yīng)；Fe3+在水溶液里呈黃色，F(xiàn)e2+在水溶液里卻呈淺綠色等。(2)離子的電子構(gòu)型離子的電子層結(jié)構(gòu)類型不同，對離子化合物的性質(zhì)亦有一定的影響，例如，Na和Cu離子的電荷數(shù)相同，都是+1價的離子，它們的離子半徑也很相近，Na的半徑是0.095 nm，Cu的半徑是0.096 nm，但它們相應(yīng)的化合物的性質(zhì)卻有較大的差別：如NaI易溶于水，而CuI不易溶于水。這主要是由于Na的電子構(gòu)型(2s2p)和Cu的電子構(gòu)型(3s3p3d)很不相同。(3)離子的半徑原子或離子的絕對大小是無法確定的，因為原子核外電子并非在固定的軌道上運動。而通常說的離子半徑是指離子的有效半徑，它是通過各種結(jié)構(gòu)分析實驗測定兩個異號離子A和B所組成的離子型化合物的核間距d求算出來的。而d等于A的半徑r1與B的半徑r2之和，即d=r1+r2由此可見，離子半徑只能近似地反映離子的大小，離子半徑隨配位數(shù)、離子的價數(shù)等等而改變。離子半徑求算時，必須假設(shè)某個離子的r1為已知，然后依據(jù)r2=d-r1公式求出r2。1926年，戈爾德施米特由晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)確定了氟離子和氧離子的半徑分別是0.133 nm和0.132 nm，然后以此為基準(zhǔn)，一一推算出其他各離子的半徑。常見離子常見陽離子名稱 化學(xué)式 別稱簡單陽離子鋁 Al3+鋇 Ba2+鈹 Be2+銫 Cs+鈣 Ca2+鉻（II） Cr2+鉻（III） Cr3+鉻（VI） Cr6+鈷（II） Co2+鈷（III） Co3+銅（I） Cu+銅（II） Cu2+銅（III） Cu3+鎵 Ga3+氦 He2+ (個子)氫 H+ (質(zhì)子)亞鐵離子（II） Fe2+鐵（III） Fe3+鉛（II） Pb2+鉛（IV） Pb4+鋰 Li+鎂 Mg2+錳（II） Mn2+錳（III） Mn3+錳（IV） Mn4+錳（VII） Mn7+汞（II） Hg2+亞鎳（II） Ni2+鎳（III） Ni3+鉀 K+銀 Ag+鈉 Na+鍶 Sr2+亞錫（II） Sn2+錫（IV） Sn4+金 Au3+鋅 Zn2+多原子陽離子銨根離子 NH4+水合氫離子 H3O+硝鎓離子 NO2+亞汞（I） Hg22+常見陰離子名稱 化學(xué)式 合稱 別稱簡單陰離子砷離子 As3 砷化物疊氮根離子 N3 疊氮化物溴離子 Br 溴化物氯離子 Cl 氯化物氟離子 F 氟化物氫負離子 H 氫化物碘離子 I 碘化物氮離子 N3 氮化物氧離子 O2 氧化物磷離子 P3 磷化物硫離子 S2 硫化物過氧根離子 O22 過氧化物含氧酸根砷酸根離子 AsO43 砷酸鹽亞砷酸根離子 AsO33 亞砷酸鹽硼酸根離子 BO33 硼酸鹽溴酸根離子 BrO3 溴酸鹽次溴酸根離子 BrO 次溴酸鹽碳酸根離子 CO32 碳酸鹽碳酸氫根離子 HCO3 碳酸氫鹽氫氧根離子 OH 氫氧化