3.离子的极化总结
离子极化理论解释熔沸点
离子极化理论解释熔沸点
离子极化理论是用来解释熔沸点的一种理论。
熔沸点是指物质从固态变为液态或从液态变为气态所需要的温度。
离子极化理论认为,在物质的固态中,原子或分子之间会形成离子键,使得它们彼此间的作用力增强。
这种作用力被称为离子极化力。
当物质加热到一定温度时,离子极化力会减弱,原子或分子之间的距离会增大,这就导致物质的固态变为液态或气态。
根据离子极化理论,熔沸点越高的物质,其离子极化力越强,也就是说,它们之间的离子键越紧密,需要更高的温度才能使它们的离子极化力减弱,使得物质转变为液态或气态。
因此,离子极化理论可以用来解释为什么有些物质的熔沸点很高,而有些物质的熔沸点很低。
极化作用和变形性
极化作用和变形性桂耀荣离子极化指的是在离子化合物中,正、负离子的电子云分布在对方离子的电场作用下,发生变形的现象。
离子极化理论认为,当正离子和负离子相互结合形成离子晶体时,如果相互间无极化作用,则形成的化学键应是纯粹的离子键。
事实上正、负离子之间将发生程度不同的相互极化作用,这种相互极化作用将导致电子云发生变形,即负离子的电子云向正离子方向移动,同时正离子的电子云向负离子方向移动,也就是说正、负离子的电子云发生了重叠。
相互极化作用越强,电子云重叠的程度也越大,则键的极性也越减弱。
从而使化学键从离子键过渡到共价键。
一种离子使导电离子极化而变形的作用称为该离子的“极化作用”。
被异号离子极化而发生离子电子云变形的性能称为该离子的“变形性”。
一般来说有阳离子极化作用占主要及阴离子变形占主要。
一、极化作用和变形性的规律以及相互极化和反极化作用1.阴离子的变形性(1)电子层结构相同的阴离子负电荷越大,变形性越大。
(2)电子层结构相同的阴离子的半径越大,变形性越大。
(3)复杂阴离子变形性通常不大,而且中心原子氧化数越高,变形性越小。
2.阳离子极化作用(1)离子正电荷越大,半径越小,极化作用越强。
(2)就离子的外壳电子结构而论,离子极化作用依次为:8电子<9—17电子<18电子和18+2电子这是因为有18电子电子层结构的离子,其最外层中的d电子对原子核有较小的屏蔽作用之故。
(3)对于外壳电子层结构相同的离子,电子层数越多,半径愈大,变形性越大。
3.相互极化(附加极化)虽然正离子和负离子都有极化作用和变形性两方面的性能,但负离子在正离子的极化作用下更易变形。
所以正离子主要表现为对负离子的极化作用,负离子主要表现为电子云的变形。
因此在讨论正、负离子间的相互极化时,往往着重的是正离子的极化作用及负离子的变形性。
但是当正离子的电子层构型为非稀有气体构型时,正离子也容易变形,此时要考虑正离子和负离子之间的相互极化作用。
3.离子的极化
还有在一种叫做黑金的化合物Cs2AuⅠAuⅢCl6中也存 在着[AuⅠCl2]- → [AuⅢCl4]-的电荷迁移过程
补充:离子极化
离子的极化率(α): 描述离子本身变形性的物理量。 离子的极化力(f ): 描述一个离子对其他离子变形的影响能力。
1.离子的极化率(α )
一般规律: ① 离子半径 r : r 愈大, 极化率α 愈大。 如α :Li+<Na+<K+<Rb+<Cs+;F-<Cl-<Br-<I- ② 负离子极化率大于正离子的极化率。
极化作用增强、键的共价性增强→
卤化银的离子半径之和、实测键长、键型如下:
二、离子的极化对化学键型的影响
卤化银的离子半径之和/pm、实测键长/pm 、键型: AgF AgCl AgBr 259 307 322 246 277 288 离子型 过渡型 过渡型
AgI
346
299
共价型
三、离子极化对化合物的溶解度的影响
五、电荷迁移光谱
第二种:金属向配体的电荷迁移这里不予介绍。 第三种:金属离子向金属离子的电荷迁移跃迁发生在 一种金属以不同价态同时存在于一个体系之时,常呈强吸 收的光谱,这是由于发生了不同价态离子之间的电荷迁移, 故其光谱常称为混合价光谱,例如在深蓝色的普鲁士蓝 KFe[Fe(CN)6]中就发生了Fe2+→Fe3+的电荷迁移跃迁。 在钼蓝中,存在MoⅣ→MoⅤ的电荷跃迁。
另一方面在周围离子的作用下,本身发生变形。
阳、阴离子相互极化的结果,彼此的变形性增大,产 生诱导偶极矩加大,从而进一步加强了它们的极化能力。
二、离子的极化对化学键型的影响
阳阴离子结合成化合物时,如果相互间完全没有极化 作用,则其间的化学键纯属离子键。 实际上,相互极化的关系或多或少存在着,对于含dx 或d10电子的阳离子与半径或电荷高的阴离子结合时尤为
离子的极化
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三.离子相互极化产生的影响
1. 离子相互极化可使离子键过渡到共价键
离子相互极化作用增强
键的极性减弱
如: NaCl 和
AgCl
离子键
共价键
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Na+和Ag+电荷相同,半径相近, 极化力: Na+小于Ag+ (Ag+:18电子构型 Na+:8电子构型) 变形性: Na+小于Ag+
与Cl-结合生成AgCl和NaCl后,NaCl仍以离子 键为主,属于离子键化合物;AgCl则由于Ag+离子 和Cl-离子的相互极化作用,使其带有相当部分的 共价键,离子键成分只占25%,所以AgCl 的极性
小于NaCl 。
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2. 离子相互极化可使晶格和晶体类型发生变化
(1)离子晶体的晶型向配位数减小的趋势变化 离子半径:F- < Cl- <Br- <I变 形 性:F- &l< AgBr < AgI
化合物的熔、沸点不仅与晶体构型有关,而且还 与离子间的极化作用有关。由于离子极化使化学键的 离子性百分数减小,共价性百分数增大,晶体构型随 离子极化作用的增强而由离子型向分子型转变,所以 离子间的极化作用往往使化合物的熔、沸点降低。
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本课小结
一、离子极化作用
1、离子极化的概念; 2、离子极化力和变形性。
(2)晶体类型的改变
第三周期元素的氯化物
NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4
离子半径:Na+
Si4+ 减小
电荷数:
增多
极化作用:
电介质的极化知识点
电介质的极化知识点电介质是一种具有不良导电性质的物质,能够在电场中极化,并且在极化过程中,电介质内部的正、负电荷分离形成极化电荷。
电介质的极化现象在电子学、物理学、化学等领域中具有重要的应用和理论意义。
本文将针对电介质的极化进行详细阐述,包括极化的概念、分类、极化机制等重要知识点。
一、极化的概念极化是指电介质在外加电场的作用下,内部发生的一种现象,即电介质内部的正、负电荷分离形成极化电荷。
当电介质处于无电场状态时,其内部的正负电荷呈均匀分布;而当外加电场存在时,正负电荷会发生位移,并在电介质两端形成极化电荷。
二、电介质的极化分类根据电介质极化的性质和机制,可以将电介质的极化分为以下几种类型:1. 电子极化电子极化是指电子在电场作用下发生位移,从而使得电介质发生偶极矩的现象。
在电子极化过程中,电子云相对于离子核的位移引起了正、负电荷的分离。
2. 离子极化离子极化是指电介质中的正、负离子在电场中发生位移,从而产生极化现象。
离子极化通常发生在电解质溶液中,当外加电场作用于电解质溶液时,正、负离子会向相反的方向运动,形成极化电荷。
3. 偶极子极化偶极子极化是指由于电介质内部存在着极性分子,这些极性分子在外加电场作用下,会使得电介质发生极化现象。
在偶极子极化过程中,极性分子的正负电荷偏移,从而形成极化电荷。
4. 空间电荷极化空间电荷极化是指电介质内部的自由电荷在电场作用下发生位移,从而形成极化电荷。
空间电荷极化通常发生在导体中,由于导体内部的自由电子可以自由运动,受到外加电场的作用,自由电荷会在导体表面积聚形成极化电荷。
三、电介质的极化机制电介质的极化机制决定了它在电场中的极化特性。
根据电介质的性质和结构,极化机制可以分为以下几种:1. 电子极化机制电子极化主要发生在电子绝缘体中,在外加电场的作用下,电子云发生位移,并与离子核产生相对位移,从而使电介质发生极化。
2. 离子极化机制离子极化机制主要发生在电解质溶液中。
3.离子的极化
四、离子极化对化合物的热稳定性的影响
BeCO3 分解温度K 分解温度K 373 MgCO3 813 CaCO3 1170 SrCO3 1462 BaCO3 1633
我们知道:离子电荷和离子电子构型相同时, 我们知道:离子电荷和离子电子构型相同时,离子半径越 离子所形成的正电场强度越大,极化作用越强; 小,离子所形成的正电场强度越大,极化作用越强;即 Be2+ > Mg2+ > Ca2+ > Sr2+ > Ba2+ 在这里,阳离子的极化作用实际上是阳离子向CO 在这里,阳离子的极化作用实际上是阳离子向CO32-离子争 的能力,所以有Be 夺取O 的能力最大, 夺O2-的能力,所以有Be2+夺取O2-的能力最大, Ba2+ 夺取 的能力最小, 的分解温度最低, O2-的能力最小, BeCO3 的分解温度最低,BaCO3的分解温 度最高。 度最高。
五、电荷迁移光谱
以MnO4-离子为例,Mn(Ⅶ)为d0组态,电子可从氧的 离子为例,Mn(Ⅶ)为 组态, 弱成键σ 轨道和p→ 轨道分别向金属离子的eg p→π eg轨道和 弱成键σ-轨道和p→π轨道分别向金属离子的eg轨道和 t2g轨道跃迁 因而MnO 在可见光区有很强的吸收。 轨道跃迁, t2g轨道跃迁,因而MnO4-在可见光区有很强的吸收。 另一个例子是Fe 离子的颜色, pH<0时 另一个例子是Fe3+离子的颜色,在pH<0时, 颜色是淡紫色的,但大多数Fe [Fe(H2O)6]3+颜色是淡紫色的,但大多数Fe3+离子化合物 如FeCl3、 FeBr3、 Fe(OH)3、 Fe2O3等却显示出棕色或黄 褐色,这是由于Cl 褐色,这是由于Cl-、 Br-、 OH-、 O2-等阴离子上原来带 有的负电荷有一部分分布到了Fe 离子上, 有的负电荷有一部分分布到了Fe3+离子上,即发生了由阴 离子向Fe 的部分电荷转移,产生电荷迁移吸收造成的。 离子向Fe3+的部分电荷转移,产生电荷迁移吸收造成的。
离子极化理论简介
离子极化理论离子极化理论是离子键理论的重要补充。
离子极化理论认为:离子化合物中除了起主要作用的静电引力之外,诱导力起着很重要的作用。
离子本身带电荷,阴、阳离子接近时,在相反电场的影响下,电子云变形,正、负电荷重心不再重合,产生诱导偶极,导致离子极化,致使物质在结构和性质上发生相应的变化。
离子的极化作用和变形性(3)离子的构型相同,电荷相等,半径越小,离子的极化作用越大。
但由于阳离子半径相互差别不大,所以,阳离子的电荷数越大,极化力越大。
为了衡量阳离子极化力,曾有许多人将正电荷数和半径综合起来找出统一的标度。
例如,卡特雷奇(G·H·Cartledge)以离子势φ=Z/r 为标度;徐光宪以静电势能Z2/r 为标度等等。
这些都是经验公式,由于影响极化作用的因素较多,所以这些公式不能对所有离子都适用,还有许多例外。
影响离子变形性的主要因素(1)离子的电子层构型相同,正电荷越高的阳离子变形性越小。
例如:O2- > F- > Ne > Na+ > Mg2+ > Al3+ > Si4+(2)离子的电子层构型相同,半径越大,变形性越大。
例如:F- < Cl- < Br- < I-(3)若半径相近,电荷相等,18电子层构型和不规则(9—17电子)构型的离子,其变形性大于8电子构型离子的变形性。
例如:Ag+ > K+;Hg2+ > Ca2+(4)复杂阴离子的变形性通常不大,而且复杂阴离子中心原子氧化数越高,其变形性越小。
例如:ClO4- < F- < NO3- < H2O < OH- < CN- < Cl- < Br- < I-SO42- < H2O < CO32- < O2- < S2-从上面的影响因素看出,最容易变形的离子是体积大的阴离子(如I-、S2-等)和18电子层或不规则电子层的少电荷的阳离子(如:Ag+、Hg2+等)。
离子极化
离子极化对化合物性质的影响离子极化对化合物性质的影响曲江县曲仁一中许少生离子极化理论是离子键理论的重要补充。
离子极化理论认为:离子化合物中除了起主要作用的静电引力之外,诱导力起着很重要的作用。
离子本身带电荷,阴、阳离子接近时,在相反电场的影响下,电子云变形,正、负电荷重心不再重合,产生诱导偶极,导致离子极化,致使物质在结构和性质上发生相应的变化。
一、离子的极化作用和变形性离子极化作用的大小决定于离子的极化力和变形性。
离子使异号离子极化而变形的作用称为该离子的“极化作用”;被异号离子极化而发生离子电子云变形的性能称为该离子的“变形性”。
虽然异号离子之间都可以使对方极化,但因阳离子具有多余的正电荷,半径较小,在外壳上缺少电子,它对相邻的阴离子起诱导作用显著;而阴离子则因半径较大,在外壳上有较多的电子容易变形,容易被诱导产生诱导偶极。
所以,对阳离子来说,极化作用应占主要地位,而对阴离子来说,变形性应占主要地位。
1.影响离子极化作用的主要因素(1)离子壳层的电子构型相同,半径相近,电荷高的阳离子有较强的极化作用。
例如:Al3+ > Mg2+ > Na+(3)离子的构型相同,电荷相等,半径越小,离子的极化作用越大。
但由于阳离子半径相互差别不大,所以,阳离子的电荷数越大,极化力越大。
为了衡量阳离子极化力,曾有许多人将正电荷数和半径综合起来找出统一的标度。
例如,卡特雷奇(G·H·Cartledge)以离子势φ=Z/r为标度;徐光宪以静电势能Z2/r为标度…等等。
这些都是经验公式,由于影响极化作用的因素较多,所以这些公式不能对所有离子都适用,还有许多例外。
2.影响离子变形性的主要因素(1)离子的电子层构型相同,正电荷越高的阳离子变形性越小。
例如:O2- > F- > Ne > Na+ > Mg2+ > Al3+ > Si4+(2)离子的电子层构型相同,半径越大,变形性越大。
离子的极化
前面已讨论过8电子构型离子的极化能力较弱,而18电子构型的
离子有较强的极化力,又有较大的变形性。所以,NaCl晶体中由于极化
程度小而以离子键为主,CuCl晶体中由于极化程度大则以共价键为主。
因而NaCl在极性溶剂中是易溶物质,而CuCl却是难溶物质。
离子的极化
(2)极化使物质的熔点降低。例如,NaCl的熔点为1074
无机化学
离子的极化
在NaCl和CuCl中,Na+和Cu+这 两种离子具有相同的电荷和相近的半 径(Na—95 pm,Cu—96 pm), 但 NaCl在水中的溶解度比CuCl大得多, 这主要与离子的极化有关。
离子的极化
一、 离子的极化作用
离子晶体是由正离子和负离子组成的,它们核外电子 云的负电重心和核的正电重心是重合的。由于正、负离子 都带有电荷,当正离子靠近负离子时,正离子的电场会对 负离子产生影响,正离子吸引负离子的外层电子,使负离 子的正、负电荷重心发生相对位移而产生诱导偶极,这种 一种离子使异号离子的正、负电荷重心发生相对位移的作 用,称做离子的极化作用。离子受极化而使外层电子云发 生形状改变的作用称为离子的变形,如正离子对负离子的 极化作用使负离子变形,如图2-20所示。
离子的极化
(2)离子极化作用的强弱与离子电荷、离子半径、电子 构型都有密切关系。离子极化作用的能力称为离子的极化力, 它是指使被极化离子变形的能力。正离子半径越小,所带电 荷越多,其极化力越强。
综合上述两个因素,可用离子势(Ф)这个标度来反映 离子极化力的强弱,表达式为
离子的极化
另外,当离子电荷相同、半径相近时,离子的电 子构型与其极化能力大小的顺序为
离子的极化
图2-20 负离子受正离子的极化作用
离子极化
t铜型离子指最外层电子有18或18+2个,构型与一价铜离子最外电子层相同的离子。在元素周期表中,位于第四、五、六周期之IB、IIB、IIIA、VIA各族元素均属铜型离子。这类元素电离势较高,离子半径较小,极化能力强,易与硫结合成硫化物或其类似化合物矿物,亦称作亲硫元素或造矿元素。
3.过渡型离子
离子极化
科技名词定义
离子极化
英文名称:
ionic polarization
定义:
离子晶体在光的某一范围频率的照射下,由于交变电场的作用使正负离子间距发生显著变化,改变离子晶体学技术基础(二级学科);材料科学基础(二级学科);材料组织结构(二级学科)
首先提出
离子的极化(Ionic polarization) 法扬斯(Fajans)首先提出
离子的极化
a.离子在外电场或另外离子的影响下,原子核与电子云会发生相对位移而变形的现象,称为离子的极化。
b.极化作用(polarization power)离子使异号离子极化的作用,称为极化作用。
c.极化率(或变形性)(polarizability)被异号离子极化而发生电子云变形的能力,称为极化率或变形性。
过渡型离子指最外电子层为9~17个电子的不稳定离子。周期表中第四、五、六周期IIIB~VIIB及VIII族,序号小于104的元素属过渡型元素。这类离子中,Mn族左侧者常表现出与惰性气体型离子类似的性质,为亲氧性过渡型离子,其右侧者表现出与铜型离子类似的性质,为亲铜性过渡型离子。
以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
百科名片
离子的极化(Ionic polarization)由法扬斯(Fajans)首先提出。离子极化指的是在离子化合物中,正、负离子的电子云分布在对方离子的电场作用下,发生变形的现象。离子极化能对金属化合物性质的影响
极化作用
离子极化1931年,德国化学家Fijans首先提出了离子极化作用。
离子极化理论认为,当正离子和负离子相互结合形成离子晶体时,如果相互间无极化作用,则形成的化学键应是纯粹的离子键。
但实际上正、负离子之间将发生程度不同的相互极化作用,这种相互极化作用将导致电子云发生变形,即负离子的电子云向正离子方向移动,同时正离子的电子云向负离子方向移动,也就是说正、负离子的电子云发生了重叠。
相互极化作用越强,电子云重叠的程度也越大,则键的极性也越减弱。
从而使化学键从离子键过渡到共价键。
1.离子的极化力(一般是正离子):离子使其他离子极化而发生变形的能为叫做离子的极化力。
影响因素:a.离子的电荷电荷数越多,极化力越强。
b.离子的半径半径越小,极化力越强。
如Li+ > Na+ > K+ > Rb+ > Cs+, (另外H+ 的体积极小, 故H+极化能力最强.)c..对于不同电子层结构的阳离子,他们极化作用大小的顺序为:18,18+2电子型>9-17电子型>8电子型2.离子的变形性(一般是负离子,阳离子中只有 r 相当大的, 如等, 才考虑其变形性.):离子可以被极化的程度。
影响因素:a.离子的电荷随正电荷数的减少或负电荷数的增加,变形性增大。
例如变形性Si4+<Al3+<Mg2+<Na+<F-<O2-b.离子的半径随半径的增大,变形性增大。
例如变形性F-<Cl-<Br-<I-;O2-<S2-c.离子的外层电子构型外层18,9~17等电子构型的离子变形性较大,具有稀有气体外层电子构型的离子变形性较小。
例如变形性K+<Ag+;Ca2+<Hg2+d.复杂阴离子变形性小,半径虽大, 但离子对称性高, 中心氧化数又高, 拉电子能力强, 不易变形.综上所述,常见阴离子的变形性大小顺序为ClO4 -<F-<NO3-<OH-<CN-<Cl-<Br-<I-3.相互极化(附加极化):Al2O3 中对施加电场作用, 使变形, 当然对也有极化能力, 但变形性极小, 故这部分作用不必考虑; 但若不是 8e 的, 而是18e 或 (18+2)e 的正离子,不考虑自身的变形性是不行的. 现考虑阳离子对阴离子的极化, 又考虑阴离子对阳离子的极化,总的结果称相互极化(有时也称为附加极化). ZnI2 CdI2 HgI2 只考虑对 I- 的极化作用, 应得 ZnI2 的极化程度最大的结果, 因为的半径最小. 即 ZnI2 的熔点、沸点低, 而HgI2的熔点、沸点高. 但这与实验结果是不相符的. 原因在于没有考虑的变形性, 没有考虑相互极化. 的变形性最小, 的变形性最大. 故相互极化的总结果是 HgI2 最严重.所以, ZnI2, CdI2, HgI2 的熔点 m.p. 和溶解度 S 依次降低. 因而, 在遇到阳离子为等时, 要注意用相互极化解释问题.有个规律,阳离子所含d电子越多,电子层数越多,这种附加极化作用一般也越大。
离子极化知识点总结
离子极化知识点总结一、离子极化的基本概念离子是带正电或带负电的原子或分子,在晶体、液体和气体中都有存在。
当离子在电场中受力作用时,会发生极化现象。
离子极化是指由于外加电场的作用,带电离子所在的原子核和电子云之间发生的相对位移,导致分子整体呈现出电性。
离子极化是物质中分子或晶格在外加电场作用下的一种典型的电化学变化。
离子极化的主要特点包括电介质极化和电阻极化两种。
电介质极化是指由于外电场的作用,电负性的负电荷向电场强的正电极方向移动,而正电荷向电场弱的负电极方向移动,以致形成了一个有极性的分子,这种现象被称为电介质极化。
电阻极化主要是由于外电场作用,晶格中正负离子向电场方向移动形成极化电场,这种极化是电阻体中的原因之一。
离子极化的影响因素包括离子大小、电极表面积、电压强度等。
离子大小影响离子在电场中的移动速度,较小的离子通常具有较高的极化率;电极表面积影响着离子在电场中的分布情况,表面积越大,分布越均匀;电压强度是指外加电场的大小,电压越大,则离子在电场中受到的力就越大,极化效果也会更加显著。
二、离子极化的应用离子极化在化学、生物学、材料科学等领域有着广泛的应用。
在化学领域中,离子极化被用于制备电介质材料,利用其特性进行电容器、压电器件和电磁元件等的制造。
在生物学领域中,离子极化被用于分离、富集、传感等生物材料的检测。
在材料科学领域中,离子极化被用于研究固体材料的电学特性,包括电介质、有机分子和纳米材料等。
离子极化还被应用于电子学、通信、信息技术等领域。
例如在电子学中,利用离子极化原理可以制备高性能的电子元件,提高电子元件的传输效率,加快电子设备的运行速度。
在通信领域中,离子极化可以被用于提高通信系统的信号传输速度,提高通信设备的传输效率。
在信息技术领域中,离子极化可以被应用于存储介质的制备,提高存储介质的密度和稳定性。
三、离子极化的相关研究进展近年来,随着科学技术的不断发展,离子极化的相关研究也在不断深入。
离子极化的结果
离子极化的结果说起离子极化这个结果啊,我真是又爱又恨。
你别看我这人平时大大咧咧的,对化学可是真爱得深沉。
离子极化,听起来就挺高大上的,其实说白了,就是离子们互相影响,搞得自己的性质都变了那么一点点。
记得第一次在实验室里看到离子极化的现象,我简直惊呆了。
那时候,我手里拿着一根试管,里面装着五颜六色的溶液,随着电流的一通一断,溶液里的离子们就像是被施了魔法一样,开始跳起了舞。
有的离子被吸得紧紧的,有的则像撒欢儿的孩子一样四处乱窜。
我盯着那试管,眼睛都快瞪出来了,心里想着:“这化学世界,真是太神奇了!”不过,离子极化可不是光好看那么简单。
它带来的结果,可是实实在在的。
比如说,有些离子极化之后,溶解度就变了。
原本难溶于水的物质,极化之后可能就变得能溶于水了;反过来,原本易溶于水的,也可能变得难溶了。
这就像是人的性格一样,有时候外向得不得了,有时候又内向得让人着急。
还有啊,离子极化还会影响物质的导电性。
你想啊,离子们都在那儿乱窜,电流能不受影响吗?我记得有一次,我做实验的时候,不小心把极化后的溶液接到了电路里,结果电路里的灯泡忽明忽暗的,像是在跟我打招呼一样。
我当时就乐了,心想:“这离子极化,还真是够调皮的。
”当然啦,离子极化也有它不好的一面。
比如说,它可能会导致物质的稳定性下降。
原本稳定的化合物,极化之后可能就变得不稳定了,容易分解或者变质。
这就像是我们平时吃的水果,新鲜的时候好吃又营养,放久了可就变味了。
不过话又说回来,离子极化这个结果,虽然有时候让人头疼,但更多的时候,它是我们探索化学世界的一扇窗。
通过它,我们可以看到离子们之间的相互作用,看到它们如何改变物质的性质。
这种感觉,就像是解开了一个又一个的谜团,让人充满了成就感。
有一次,我跟我的化学老师聊起离子极化来。
他笑着说:“离子极化啊,就像是人与人之间的相互影响一样。
有时候,一个小小的变化,就能带来大大的不同。
”我当时就点头称是,心里想着:“这化学老师,还真是挺有哲理的。
电介质的极化分类
电介质的极化分类电介质的极化分类电介质是指在电场作用下能够发生极化现象的物质,它们可以被用作电容器、绝缘材料、介质材料等。
电介质的极化是指在外加电场作用下,电介质中原有的正、负离子或分子会发生相对位移,形成正、负极性分布的过程。
根据不同的极化机制,可以将电介质的极化分类为以下几种。
1. 电子偏离型极化当外加电场作用于物体时,物体内部原本不对称排列的正、负离子或分子会产生相对位移,并且在物体内部形成一个偏振区域。
这种现象称为电子偏离型极化。
这种类型的极化主要发生在固态和液态物体中。
2. 离子型极化离子型极化是指当外加电场作用于物体时,其中一些离子会移动到另一侧,并与该侧原本存在的异号离子组合成新的分子。
这种类型的极化主要发生在液态和气态物体中。
3. 取向型极化取向型极化是指当外加电场作用于物体时,其中一些分子会在电场作用下发生取向,使得它们的正负极性分布呈现出一定的方向性。
这种类型的极化主要发生在气态和液态物体中。
4. 电子云型极化电子云型极化是指当外加电场作用于物体时,其中一些分子会发生电子云的形变,从而形成正、负离子或分子之间的相对位移。
这种类型的极化主要发生在气态和液态物体中。
5. 电荷转移型极化电荷转移型极化是指当外加电场作用于物体时,其中一些原本处于共价键状态下的原子或分子会发生电荷转移,从而产生正、负离子之间的相对位移。
这种类型的极化主要发生在固态和液态物体中。
6. 动量型极化动量型极化是指当外加电场作用于物体时,其中一些原本处于运动状态下的离子或分子会受到电场力的影响而改变运动方向和速度。
这种类型的极化主要发生在气态和液态物体中。
总结以上就是关于电介质的六种不同类型的极化。
每一种类型的极化都有其独特的机制和特点,不同的电介质在不同的条件下可能会发生不同类型的极化。
了解电介质的极化分类对于设计和制造电容器、绝缘材料、介质材料等具有重要意义。
锂离子电池中极化的三种类型
锂离子电池中极化的三种类型
1. 双电极电解质界面极化:在锂离子电池的电解质和正负极之间形成的电池极化现象。
这种极化通常由电解质中的离子浓度不均匀、电化学反应速率不一致以及电解质与极性材料之间的化学反应等因素引起。
2. 电极界面极化:在锂离子电池的正负极表面上形成的极化现象。
这种极化通常由电化学反应速率不一致、反应产物堆积和电极表面活性物质消耗等因素引起。
3. 极化损失:由于锂离子电池的内阻、电解质电导率、电极材料的导电性能和电荷传输等因素而引起的极化现象。
这种极化会导致电池的电压降低,容量减少,并增加电池内部压降。
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五、电荷迁移光谱
电荷迁移光谱常称为荷移光谱(C.T),是由配体轨道与 金属离子轨道之间的电子跃迁产生的。已知主要有三种形 式的电荷迁移:一种是配体阴离子向金属离子的电荷迁移, 另一种是金属向配体的电荷迁移,第三种是金属向金属的 电荷迁移。 通常电荷迁移跃迁比d-d跃迁需要较高的能量,因而 吸收峰一般出现在近紫外和紫外区,且吸收强度大,因为 是宇称允许,又是自旋允许的跃迁。 配体向金属离子的电荷跃迁(L→M)一般发生在含有 pπ 给予电子的配体和有空轨道的金属离子之间,这种跃 迁相当于金属离子被还原,配体被氧化,但一般并不实现 电子的完全转移。
三、离子极化对化合物的溶解度的影响
AgF 溶解度g/L 1800 溶度积 AgCl 0.03 AgBr 0.0055
教材P714
AgI 5.6*10-5
1.77*10-10 5.35*10-13 8.51*10-17
这主要是因为F-离子半径很小,不易发生变形,Ag+ 和F-的相互极化作用小,AgF属于离子型化合物,可溶于 水。银的其它卤化物,随着Cl→Br→I的顺序,共价程度 增强,它们的溶解度就依次递减了。 正一价Cu+的卤化物和Ag+的卤化物行为类似。 在这里要注意:影响无机化合物溶解度的因素是很多 的,但离子的极化往往起很重要的作用。
3.离子极化的结果 ① 键型过渡(离子键向共价键过渡)
如:AgF AgCl AgBr AgI
离子键 共价键
核间距缩短。
Ag+ I-
r/pm 126+216 (= 342)
R0/pm
299
② 晶型改变
AgCl
r+/r0.695 理论上晶型 NaCl 实际上晶型 NaCl 配位数 6
AgBr
0.63 NaCl NaCl 6
为一个整体(离子内部原子间相互作用大,组成结构紧密, 对称性强的原子集团)变形性通常是不大的。而且复杂阴
离子中心原子氧化数越高,变形性越小。 *
一、离子的极化作用和变形性
下面将一些一价和二价阴离子并引入水分子对比,按
照变形性增加的顺序对比如下:
ClO4 F NO3 H 2O OH CN Cl Br I 2 SO4 H 2O CO32 O 2 S 2
四、离子极化对化合物的热稳定性的影响
BeCO3 分解温度K 373 MgCO3 813 CaCO3 1170 SrCO3 1462 BaCO3 1633
我们知道:离子电荷和离子电子构型相同时,离子半径越 小,离子所形成的正电场强度越大,极化作用越强;即
Be2+ > Mg2+ > Ca2+ > Sr2+ > Ba2+
97
99
96
95
2.离子极化力(f )
一般规律: ①离子半径 r :r 小者,极化力大。 ②离子电荷:电荷多者,极化力大。 ③离子的外层电子构型: f :(18+2)e-,18e- > 9-17e- >8e当正负离子混合在一起时,着重考虑正离子的极化 力,负离子的极化率,但是18e构型的正离子(Ag+, Cd2+ 等)也要考虑其变形性。
③ 离子电荷:正离子电荷少的极化率大。
如:α (Na+) >α (Mg2+) ④ 离子电荷:负离子电荷多的极化率大。
如:α (S2-) >α (Cl-)
⑤ 离子的电子层构型:(18+2)e-,18e-> 9-17e->8e如:α (Cd2+) >α (Ca2+); α (Cu+) >α (Na+)
r/pm
五、电荷迁移光谱
我们可以预料,金属离子越容易被还原,或金属离子 的氧化性越强;配体越容易被氧化或配体的还原性越强, 则这种跃迁的能量越低,跃迁越容易,产生的荷移光谱的 波长越长,观察到的颜色越深。 如在O2-、NCS-、Cl-、 Br-、 I-所形成的配合物中, 碘化物颜色最深,在VO43-、CrO42-、MnO4-系列中,中心金 属离子氧化性逐渐增强,电荷迁移所需的能量逐渐降低, 所以含氧酸根离子的颜色逐渐加深。
从上面几点可以归纳出:最容易变形的离子是体积大的阴
离子和18e电子构型或(9-17)e电子构型的少电荷阳离子 (Ag+、Pb2+、Hg2+),最不容易变形的离子是半径小、电荷 高的稀有气体电子构型的阳离子如:Be2+、Al3+、Si4+等。 *
一、离子的极化作用和变形性
每个离子一方面作为带电体,使邻近离子发生变形,
AgI
0.58 NaCl ZnS 4
③ 性质改变
例如;溶解度 AgCl > AgBr > AgI NaCl 易溶于水,CuCl 难溶于水。
另一方面在周围离子的作用下,本身发生变形。
阳、阴离子相互极化的结果,彼此的变形性增大,产 生诱导偶极矩加大,从而进一步加强了它们的极化能力。
二、离子的极化对化学键型的影响
阳阴离子结合成化合物时,如果相互间完全没有极化 作用,则其间的化学键纯属离子键。 实际上,相互极化的关系或多或少存在着,对于含dx 或d10电子的阳离子与半径或电荷高的阴离子结合时尤为
一、离子的极化作用和变形性
2、阴离子
电子构型相同的阴离子的负电荷数越大,变形性越大;
O2-<F-,S2-<Cl电子构型相同的阴离子的半径越大,变形性越大; O2-<S2-;F- <Cl-<Br-<I对于一些复杂的无机阴离子,例如SO42-,一方面有较大的
离子半径,它们所引起的极化作用较小;另一方面它们作
重要,由于阴、阳离子相互极化,使电子云发生强烈变形,
而使阳、阴离子外层电子云重叠(即电子对共用),
二、离子的极化对化学键型的影响
相互极化作用越强,电子云重叠的程度(即电子对共用的
程度)也越大,键的极性也就越弱,键长缩短,从而由离
子键过渡到共价键,如下所示
AgF ←键的极性增大
AgCl、AgBr
AgI
极化作用增强、键的共价性增强→
卤化银的离子半径之和、实测键长、键型如下:
二、离子的极化对化学键型的影响
卤化银的离子半径之和/pm、实测键长/pm 、键型: AgF AgCl AgBr 259 307 322 246 277 288 离子型 过渡型 过渡型
AgI
346
299
共价型
三、离子极化对化合物的溶解度的影响
就有可能发生极化,也就是说它们在相反电场的影响下,
电子云发生变形。 一种离子使异号离子极化而变形的作用,称为该离子 的极化作用。 被异号离子极化而发生离子电子云变形的性能,称为 该离子的变形性或可极化性
一、离子的极化作用和变形性
虽然无论阳离子或阴离子都有极化作用和变形性的两
个方面,但是阳离子半径一般比阴离子小,电场强,所以
离子的极化
一、离子的极化作用和变形性
二、离子的极化对化学键型的影响
三、离子极化对化合物的溶解度的影响 四、离子极化对化合物的热稳定性的影响
五、电荷迁移光谱
离子的极化
离子和分子一样,在阳阴离子自身电场作用下,产生 诱导偶极而导致离子的极化,即离子的正负电荷重心不再 重合,致使物质在结构和性质上发生相应的变化 一、离子的极化作用和变形性 离子本身带有电荷,所以电荷相反的离子相互接近时
五、电荷迁移光谱
以MnO4-离子为例,Mn(Ⅶ)为d0组态,电子可从氧的 弱成键σ -轨道和p→π 轨道分别向金属离子的eg轨道和 t2g轨道跃迁,因而MnO4-在可见光区有很强的吸收。 另一个例子是Fe3+离子的颜色,在pH<0时, [Fe(H2O)6]3+颜色是淡紫色的,但大多数Fe3+离子化合物 如FeCl3、 FeBr3、 Fe(OH)3、 Fe2O3等却显示出棕色或黄 褐色,这是由于Cl-、 Br-、 OH-、 O2-等阴离子上原来带 有的负电荷有一部分分布到了Fe3+离子上,即发生了由阴 离子向Fe3+的部分电荷转移,产生电荷迁移吸收造成的。
离子的相互极化改变了彼此的电荷分布,导致离子间
距离的缩短和轨道的重叠以及电子对的共用,离子键逐渐
向共价键过渡,使化合物在水中的溶解度变小。 由于偶极水分子的吸引,离子键结合的无机化合物一
般是可溶于水的,而共价型的无机晶体,却难溶于水。
如AgF易溶于水(1800g/L即14mol/L)而卤化银的溶解 度依次递减;
还有在一种叫做黑金的化合物Cs2AuⅠAuⅢCl6中也存 在着[AuⅠCl2]- → [AuⅢCl4]-的电荷迁移过程
补充:离子极化
离子的极化率(α): 描述离子本身变形性的物理量。 离子的极化力(f ): 描述一个离子对其他离子变形的影响能力。
1.离子的极化率(α )
一般规律: ① 离子半径 r : r 愈大, 极化率α 愈大。 如α :Li+<Na+<K+<Rb+<Cs+;F-<Cl-<Br-<I- ② 负离子极化率大于正离子的极化率。
阳离子的极化作用大,而阴离子则变形性大。 下面我们分别讨论阳、阴离子的极化作用和变形性的
某些规律。
1、阳离子 离子的正电荷越大,半径越小,极化作用越强; Na+<Mg2+<Al3+(同周期);Be2+<Mg2+<Ca2+<Sr2+<Ba2+(同主族); 离子的电子构型不同,离子极化作用强弱不同;