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初中離子知識(shí)點(diǎn)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(tuán)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(fù)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(yùn)動(dòng)的電子則帶相反的負(fù)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(gè)殼層電子的結(jié)合能，那么這個(gè)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(dá)到相對(duì)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(dá)到相對(duì)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。當(dāng)原子的最外層電子軌道達(dá)到飽和狀態(tài)（第一周期元素2個(gè)電子、第二第三周期元素8個(gè)電子）時(shí)，性質(zhì)最穩(wěn)定，一般為稀有氣體(氦除外，最外層有2個(gè)電子，性質(zhì)也很穩(wěn)定)。原子核外第一層不能超過2個(gè)電子，其余每層最多排2n2（n為電子層數(shù)）個(gè)，最外層最多只能排8個(gè)。如果該原子有n個(gè)電子層，則該原子最多有電子2+8（n-1）個(gè)離子是指原子由于自身或外界的作用而失去或得到一個(gè)或幾個(gè)電子使其達(dá)到最外層電子數(shù)為8個(gè)（如第一層是最外層，則為2個(gè)，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(tuán)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(fù)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(gè)或幾個(gè)電子時(shí)，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(fù)電荷，稱為陰離子。 當(dāng)原子失去一個(gè)或幾個(gè)電子時(shí)，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(jìn)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(shí)，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(dá)到動(dòng)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(shí)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(jiǎn)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(rèn)同他的觀點(diǎn)，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(rèn)。阿侖尼烏斯榮獲1903年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。后來物理學(xué)家德拜對(duì)離子作了進(jìn)一步研究并獲得1936年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。等離子態(tài)與氣體放電：在絕對(duì)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(gè)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(jiǎn)易、工作穩(wěn)定、消除靜電速度快的特點(diǎn)。離子棒其強(qiáng)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(jì)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(fù)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(fù)電荷時(shí)，它會(huì)吸引氣流中的正電荷，當(dāng)物體表面所帶電荷為正電荷時(shí)，它會(huì)吸引氣流中的負(fù)電荷，從而使物體表面上的靜電被中和，達(dá)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(gè)穩(wěn)定的高強(qiáng)電場(chǎng)，電離空氣形成離子體，到達(dá)物體表面，達(dá)到中和靜電和除塵目的。離子檢驗(yàn)離子檢驗(yàn)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(cè)溶液中加入氯化鋇溶液，生成白色沉淀則原被測(cè)液中含硫酸根離子。CO32-(1)(固體或溶液)在被測(cè)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(cè)物質(zhì)中含碳酸根離子。(2)(在溶液中)在被測(cè)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(shí)生成能使澄清的石灰水變渾濁的氣體，則原被測(cè)溶液中含碳酸根離子。金屬離子NH4+ （溶液或固體）在被測(cè)物質(zhì)中加入強(qiáng)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(lán)，則原物質(zhì)中含有銨根離子。Fe2+ （溶液）在被測(cè)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(cè)溶液中含有亞鐵離子。Fe3+ (溶液中）在被測(cè)物質(zhì)中加入KSCN溶液，如果產(chǎn)生血紅色沉淀，則原被測(cè)溶液中含有鐵離子。Na+ （固體或溶液）用焰色反映檢驗(yàn)，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(yàn)，如果其火焰為紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃，濾去黃光)，則原物質(zhì)中含有鉀離子。負(fù)離子產(chǎn)品非金離子Cl-(在溶液中)在被測(cè)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(cè)液中含氯離子。Br- （溶液）在被測(cè)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(cè)液中含溴離子。I- （溶液）在被測(cè)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(cè)液中含碘離子。注：1. 在鑒別硫酸根離子時(shí)，用氯化鋇溶液，不能用硝酸銀或硝酸鋇溶液，這是因?yàn)榱蛩徙y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(duì)。2. 檢驗(yàn)硫酸根離子時(shí)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(cè)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(hào)離子符號(hào)：在元素符號(hào)右上角表示出離子所帶正、負(fù)電荷數(shù)的符號(hào)。 例如,鈉原子失去一個(gè)電子后成為帶一個(gè)單位正電荷的鈉離子用“Na+”表示。硫原子獲得二個(gè)電子后帶元素符號(hào)：統(tǒng)一采取該元素的拉丁文名稱第一個(gè)字母來表示元素的符號(hào)。（往往正負(fù)電的數(shù)子寫在正負(fù)號(hào)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(fù)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(tuán)形成；如SO42-，NO3-等。離子鍵的作用力強(qiáng)，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(rèn)為，在分子或晶體中的原子決不是簡(jiǎn)單地堆砌在一起，而是存在著強(qiáng)烈的相互作用?；瘜W(xué)上把這種分子或晶體中原子間（有時(shí)原子得失電子轉(zhuǎn)變成離子）的強(qiáng)烈作用力叫做化學(xué)鍵。鍵的實(shí)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(jià)鍵和金屬鍵。離子鍵的形成 離子鍵的形成強(qiáng)，有飽和性與方向性。因?yàn)橹挥凶孕较蛳喾吹碾娮硬拍芘鋵?duì)成鍵，所以共價(jià)鍵有飽和性；另外，原子軌道互相重疊時(shí)，必須滿足對(duì)稱條件和最大重疊條件，所以共價(jià)鍵有方向性。共價(jià)鍵又可分為三種：1.非極性共價(jià)鍵形成共價(jià)鍵的電子云正好位于鍵合的兩個(gè)原子正中間，如金剛石的CC鍵。2.極性共價(jià)鍵 形成共價(jià)鍵的電子云偏于對(duì)電子引力較大的一個(gè)原子，如PbS 鍵，電子云偏于S一側(cè)，可表示為PbS。3.配價(jià)鍵 共享的電子對(duì)只有一個(gè)原子單獨(dú)提供。如ZnS鍵，共享的電子對(duì)由鋅提供，Z：+ S：=Z nS 共價(jià)鍵可以形成兩類晶體，即原子晶體共價(jià)鍵與分子晶體。原子晶體的晶格結(jié)點(diǎn)上排列著原子。原子之間有共價(jià)鍵聯(lián)系著。在分子晶體的晶格結(jié)點(diǎn)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(fù)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(shí)，由于電子的不斷運(yùn)動(dòng)和原子核的不斷振動(dòng)，要使每一瞬間正、負(fù)電荷中心都重合是不可能的，在某一瞬間總會(huì)有一個(gè)偶極存在，這種偶極叫做瞬時(shí)偶極。由于同極相斥，異極相吸，瞬時(shí)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(shí)，都存在色散力。（2）當(dāng)極性分子和非極性分子靠近時(shí)，除了存在色散力作用外，由于非極性分子受極性分子電場(chǎng)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(shí)誘導(dǎo)偶極又作用于極性分子，使其偶極長度增加。從而進(jìn)一步加強(qiáng)了它們間的吸引。（3）當(dāng)極性分子相互靠近時(shí)，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(gè)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(gè)分子的正、負(fù)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。總之，在非極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(jì)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(shí)際。 定義二：反映離子大小的一個(gè)物理量。離子可近似視為球體，離子半徑的導(dǎo)出以正、負(fù)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(shí)測(cè)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(shí)，半徑值約增加3% ；配位數(shù)為4時(shí)，半徑值下降約5%。負(fù)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(fù)離子半徑值可導(dǎo)出正、負(fù)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(xiàng)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(jiǎn)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(duì)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(shí)，由它們所組成的離子型化合物的性質(zhì)也會(huì)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(gè)電子變成Fe2+，而相反，F(xiàn)e2+則有失去1個(gè)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(duì)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(jià)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(duì)大小是無法確定的，因?yàn)樵雍送怆娮硬⒎窃诠潭ǖ能壍郎线\(yùn)動(dòng)。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(shí)驗(yàn)測(cè)定兩個(gè)異號(hào)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(jià)數(shù)等等而改變。離子半徑求算時(shí)，必須假設(shè)某個(gè)離子的r1為已知，然后依據(jù)r2=d-r1公式求出r2。1926年，戈?duì)柕率┟滋赜删w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(jiǎn)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(gè)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(jiǎn)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(fù)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