极化作用和变形性
离子位移极化
离子位移极化
极化作用和变形性强弱的规律
阳离子
(1)电荷越大,半径越小,极化作用越强;
(2)不同价电子构型的阳离子极化作用的强弱依次为:
18或18+2>9-17>8电子构型的离子
(3)对于相同电子层结构的离子而言,离子半径越小,极化作用越强,半径越大,变形性越大;
(4)18、18+2和9-17电子层的离子,有较大的变形性。这在于d电子云结构弥散,相对易于变形。
阴离子
(1)电子层结构相同的阴离子负电荷越大,变形性越大;半径越大,变形性越大。
(2)一些复杂的无机阴离子,如酸根,极化作用、变形性都不显著。且复杂阴离子中心离子(即成酸元素)氧化数越高,变形性越小。
常见阴离子变形性顺序:
常见阴离子变形性顺序
离子极化使得离子电子云发生变形,进而部分重叠,这就使得离子键中有了共价键的成分。极化作用越显著,电子云重叠程度越大,共价键的成分越大。
离子极化对化合物性质的影响
①使化合物的溶解度降低
水是极性溶剂,根据相似相溶原理,极性溶剂在水中的溶解度更大。
②导致物质的颜色加深
极化使阴、阳离子的原子轨道发生重叠,导致阴离子原子轨道上的电子吸收可见光向阳离子的原子轨道发生跃迁。极化越显著,原子轨道发生重叠程度越大,阴阳离子原子轨道能量差越小,电子跃迁吸收可见光能量越小,化合物颜色越深。
③导致晶体晶格的变化
使晶体有从高配位数向低配位数结构过渡的趋势。离子键的主要特征是没有方向性、没有饱和性,共价键的特征是有饱和性和方向性。离子极化使核间距减小,意味着阴阳离子半径的减下,使离子键向共价键过渡。
④导致化合物的熔沸点降低
3.离子的极化总结
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
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
在这里,阳离子的极化作用实际上是阳离子向CO32-离子争 夺O2-的能力,所以有Be2+夺取O2-的能力最大, Ba2+ 夺取 O2-的能力最小, BeCO3 的分解温度最低,BaCO3的分解温 度最高。
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。
(完整版)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。正、负离子相互极化的结果,导致彼此的变形性增大,产生诱导偶极矩加大,从而进一步加强了它们的极化能力,这种加强的极化作用称为附加极化作用。离子的外层电子构型对附加极化作用的大小有很重要的影响,一般是最外层含有d电子的正离子容易变形而产生附加极化作用,而且所含d电子数越多,这种附加极化作用越大。
极化分类
极化分类
电子极化: 在外电场作用下,电子云相对原子核发生微小位移,使电中性的原子形成一个很小的电偶极子。
离子极化: 在外电场作用下,构成分子的正负离子发生微小位移,使分子形成一个很小的电偶极子。
取向极化: 在外电场作用下,原来无序排列的有极分子转为有序排列,形成合成电矩。
一般单原子介质只有电子极化,所有化合物都存在电子极化和离子极化,某些化合物分子具有固有电矩并同时具有其他三种极化。
在电场(外电场或离子本身电荷产生的)作用下,离子的电子云发生变化,产生偶极或使原来偶极增大,这种现象叫做离子的极化。离子间除有静电引力作用外,还有其他的作用力。阳离子一般半径较小,又带正电荷,它对相邻阴离子会起诱导作用而使它变形(极化作用)。阴离子一般半径较大,外围有较多负电荷,因而在电场作用下容易发生电子云变形(离子的变形性)。实际上,每个离子都有使相反离子变形的极化作用和本身被其他离子作用而发生变形的变形性双重性质。电荷数大、半径小的阳离子有较强的极化作用。具有18电子层和不规则电子层的离子,它们的变形性比半径相近的惰气型离子大得多。例如,Ag+>K+;Hg2+>Ca2+。4.结构相同的离子,正电荷越多的阳离子变形性越小,电子层数越多的变形性越大。体积大的阴离子和18电子层或不规则电子层的少电荷阳离子(如Ag+、pb2+、Hg2+)最容易变形。最不容易变形的是半径小、电荷高的惰气型阳离子(如Be2+、Al3+、Si4+等)。离子极化对化学键有影响。阳、阴离子相互极化,使它们之间发生额外的吸引力。所以当两个离子更*近时,有可能使两个离子的电子云互相重叠起来,趋向于生成极性较小的共价型键。键型的变化,必将影响化合物的性质。一般随极化程度的增强,物质的熔点、沸点降低,颜色逐次加深,在水中的溶解性减小。
8极化作用及其对物质性质的影响
极化作用及其对物质性质的影响
一、分子的极化和分子间的力
气体能凝结成液体,固体表面有吸附现象,毛细管内的液而会上升,粉末可压成片等,这些现象都证明分子与分子之间有引力存在。通常把分子间力叫做范德华力。分子间力的性质,一般是属于电学性质,分子间力的产生与分子的极化有关。对于范德华力本质的认识是随着量子力学的出现而逐步深入的。
1. 分子的极化
分子在外界电场的作用下发生结构上的变化称为极化。在电场中,非极性分子中带正电荷的核被引向负电极,而电子云被引向正电极,使分子中正、负电荷重心发生相对位移,分子发生了变形。非极性分子内正、负电荷重心原来是重合的,在电场的作用下发生了位移,从而产生了偶极,如图1所示。这种在外电场的诱导下产生的偶极,叫做诱导偶极,当外界电场消失时,偶极也消失,分子恢复原状。诱导偶极的极性大小决定于电场的强度和分子的变形性。分子的变形性也称为极化度。
外界电场对极性分子的作用过程与对非极性分子的作用稍有不同。极性分子本来就具有偶极,这种偶极称为固有偶极。当它们受到外电场的作用时,分子的偶极会按照电场的方向定向,即它们的正极被引向负电极,分子的负极被引向正电极,这种作用称为取向作用。同时,在电场作用下,极性分子也会变形而产生诱导偶极。因此极性分子的极化是分子的取向和变形的总结果。
2. 分子间的力
分子间的力一般包括三个部分。
2.1取向力(或定向力)
取向力发生在极性分子和极性分子之间,当两个极性分子相互接近时,同极相斥,异极相吸;一个分子的带负电的一端和另一个分子带正电的一端接近,使极性分子按一定方向排列。在已取向的极性分子间,由于静电引力而互相吸引,称为取向力。两个极性分子的相互作用如图2所示。当然由于分子的热运动,分子不会完全定向地排列成行。
离子的极化
离子的极化
一、离子极化作用 二、离子极化力和变形性的取决因素 三、离子相互极化产生的影响
平原大学化学与环境工程学院
离子晶体中一些二元离子化合物虽然离子半径、离 子电荷都很类似,但它们的性质却有很大的差异。
1. NaCl 和 CuCl 在水中的溶解度相差很大。 95pm 96pm
平原大学化学与环境工程学院
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
平原大学化学与环境工程学院
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+
平原大学化学与环境工程学院
(三)离子极化力和变形性小结
离子半径: 正离子 < 负离子
极化力
变形性
1、离子的电荷愈多,半径愈小,则其电场愈强, 引起异号电荷的离子极化愈厉害。如对于Cl-来说, Li+(r=60pm)>Na+(r=95pm);Ca2+> Na+(离子半径相 近,但Ca2+所带电荷是 Na+的2倍)。
高一化学竞赛《分子的极性》讲义
极性分子与非极性分子
你知道冰为什么在4℃时密度最大吗?
这就是本讲所学内容——分子间作用力和氢键的有关知识。由于水分子间有氢键缔合这样的特殊结构。根据近代X射线的研究,证明了冰具有四面体的晶体结构。这个四面体是经过氢键形成的,是一个敞开式的松弛结构,因为5个水分子不能把全部四面体的体积占完,在冰中氢键把这些四面体联系起来,成为一个整体。这种通过氢键形成的定向有序排列,空间利用率较小,约占34%,因此冰的密度较小。
液态水不像冰那样完全是有序排列了,而是有一定程度的无序排列,即水分子间的距离不像冰中那样固定,H2O分子可以由一个四面体的微晶进入另一微晶中去。这样,分子间的空隙减少,密度就增大了。
温度升高时,水分子的四面体集团不断被破坏,分子无序排列增多,使密度增大。但同时,水分子的热运动也增加了分子间的距离,使密度又减小。这两个矛盾的因素在4℃时达到平衡,因此,在4℃时水的密度最大。过了4℃后,分子的热运动使分子间的距离增大的因素,就占优势了,水的密度又开始减小。
知识延伸
一、分子间作用力
分子型物质无论是气态、液态或固态,都是由许多分子组成的,在分子间存在着一种较弱的作用力叫分子间作用力,也叫做范德华力。它比分子内原子间的作用力(化学键)要小。
分子间的作用力是一个总的提法,按作用力产生的原因和特性可分为三种力:
l.取向力
当两个极性分子靠近时,同极相斥,异极相吸,产生相对转动,最后必然是异极相对,同极尽量远离,这叫做分子的取向。这种由于极性分子取向而产生的力叫取向力。
2.诱导力
当极性分子接近非极性分子时,极性分子的偶极电场使非极性分子发生极化从而产生正、负电荷重心不相重合,这种由于外来的影响而产生的偶极叫诱导偶极,诱导偶极与固有偶极产生的力称为诱导力。一般说来,极性分子的极性越大,诱导力越大。分子的变形性越大,诱导力也越大。
3.离子的极化
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 我们可以预料,金属离子越容易被还原, 的氧化性越强;配体越容易被氧化或配体的还原性越强, 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, 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。 波长越长,观察到的颜色越深。 如在O 所形成的配合物中, 如在O2-、NCS-、Cl-、 Br-、 I-所形成的配合物中, 碘化物颜色最深, 系列中, 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, 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。 所以含氧酸根离子的颜色逐渐加深。
补充: 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。 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 97 99 96 95
第7章 晶体结构7.3 离子极化
4 第7章 晶体结构
7.3 离子极化
离子的极化: 离子在电场作用下产生变形的现象。
7.3.1. 离子的极化作用和变形性
离子的极化作用:使异号离子极化变形的作用。
离子的变形性:被异号离子极化而发生电子云变形的性能。
正离子或负离子都有极化作用和变形性,但:
正离子极化作用大;负离子变形性大。
影响因素:离子的半径、电荷、电子构型。
1.正离子
(1)电荷多(少),极化能力强(弱),如
Si 4+>Al 3+>Mg 2+>Na +
(2)半径越小,极化能力越强,变形性越小:
极化能力:Li +>Na +>K +>Rb +>Cs +;变形性:Li +
(3)电子层结构:极化作用和变形性的大小依次为:
8e < 9~17e < 18e 和(18+2)e
原因:d 电子对核屏蔽作用小;内层电子对d 电子屏蔽作用大。
2.负离子
(1) 负电荷越多,变形性越大。如O 2->F -。
(2) 半径越大,变形性越大。如F -
(3) 复杂负离子的变形性不大,中心离子氧化数越高,变形性越小。(内部原子间相互作用大,组成结构紧密、对称性高的原子团变形性小)
下列离子的变形性大小顺序为:
极化作用
分类
电子极化:在外电场作用下,电子云相对原子核发生微小位移,使电中性的原子形成一个很小的电偶极子。
离子极化:在外电场作用下,构成分子的正负离子发生微小位移,使分子形成一个很小的电偶极子。
谢谢观看
(1)结构相同的阳离子,正电荷量越高,变形性小,(Na+)>(Mg2+)>(Al3+)>(Si4+)
(2)对于外壳结构相同的离子,电子层数越多,变形性越大Li+<Na+<K+<Rb+<Cs+;F-<Cl-<Br-<I-
(3)电荷和半径相近时;18e-,18+2e-;9~17e->>8e-变形性:Ag+>K+;Hg2+>Ca2+等
理论应用
(1)晶体类型转变:离子晶体→分子晶体;如AgF→AgI;NaF→SiF4→PCl5 (2)键型转变:离子型→共价型 (3)结构转变:共价性增强,配位数减小。如AgF(NaCl型)→AgI(ZnS型) (4)熔、沸点变化:降低 (5)溶解性变化:减小 (6)颜色变化:颜色加深
解释现象
(1)MgO的熔点高于Mn2O7; (2)AgCl,AgBr,AgI颜色依次加深; (3)HgS在水中溶解度很小。
阴离子极化作用
阴离子极化作用
1.分散作用:极性部分可以使阴离子型表面活性剂分子与不同性质的物质分散在水中,在制剂、洗涤剂等中应用广泛。
2.溶解作用:极性部分可以使阴离子型表面活性剂分子在水中溶解,在润滑剂、染料、催化剂等中有应用。
3.乳化作用:极性部分可以使阴离子型表面活性剂分子与油类或其他非极性物质形成乳状液,用作乳化剂或稳定乳状液剂等。
4.增容作用:极性部分可以使较少的水的配方变成更多的水,加强性质的改善效果,进而显著降低制造成本,有增容剂、多用途剂等的应用。
5.抗静电作用:极性基团可以吸附在物体表面上,形成一层不规则的涂层,使导电体内部的静电放电被消除,有防静电剂等的应用。
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。
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+
(2)半径相近,电荷相等,对于不同电子构型的阳离子,其极化作用大小顺序如下:
> >
(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。
离子的极化
需要指出的是,决定离子极化力的三个因素中, 离子的大小和电荷的多少是决定性条件。只有当这两 个条件相近时,离子的电子构型才起明显作用。
离子的极化
(3)正离子(如Ag+、Pb2+、Hg2+、Cu+等) 变形性大时,与负离子产生相互极化,加大了离子间 的相互吸引作用。
离子的极化
图2-21 离子间的相互极化
离子的极化
二、 离子的变形性
离子的变形性也称极化率,是指离子受极化而使外层电子云 发生位移的能力。影响离子变形性大小的因素有离子半径、电子 结构和离子电荷。
(1)离子半径。 电荷相同的离子,其变形性随离子半径 的增大而增大,这是因为离子越大,其外层电子离核越远,核对 它的吸引越松,故越易变形,如卤离子的变形性大小如下:
离子的极化
四、 离子极化理论的应用 1. 离子极化对键型的影响
正、负离子间的相互极化,使离子外层部分电子 相互渗透,电子密度增大,增强了正、负离子间的吸引 力,从而使核间距比未发生极化时有所缩短。表2-8列 出卤化银的不同核间距,表中的理论值是指不考虑极化 时的孤立离子半径之和,实测值的缩短表明离子间极化 的结果。
离子的极化
离子的极化
随着离子间相互极化作用的逐渐加强、键的极性逐渐减小,从 典型的离子键过渡到典型的共价键,中间存在着从键的离子性减小 到共价性增大的一系列过渡状态,如图2-22所示,
离子极化-
离子极化学说简介
一、对离子特征的描述
三个方面: 电荷数和半径两点在§1 中介绍过, 第三点是离子的电子层结构, 主要指最外层电子数, 有时涉及次外层.
二、离子极化现象
离子在电场中产生诱导偶极的现象称为离子极化现象.
离子具有变形性, 所以可以被电场极化.离子作为带电微粒,自身又可以起电场作用,去使其它离子变形.离子这种能力称为极化能力.故离子有二重性:变形性和极化能力.
三、影响变形性的因素
1. 简单离子
r 大则变形性大,故阴离子的变形性显得主要. 阳离子中只有r 相当大的,如等,才考虑其变形性。
电荷数的代数值越大,变形性越小, 如:电子构型,外层(次外层)电子越多,变形性越大。如:
2. 复杂阴离子变形性小
r 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。
综合考虑,变形性大的有变形性小的有等。
四、影响极化能力的因素
极化能力实质是离子作为电场时电场强度的体现。
r 小则极化能力强,因为距离小,作用力大。极化能力:Li+> Na+> K+>Rb+> Cs+,Li+的极化能力很大,H+的体积极小,故H+极化能力最强.
r 相近时,电荷数越高极化能力越强.
r 相近,电荷相同时,外层电子数越多,极化能力越强。原因是外层电子对核的中和较小, 故有效电荷高些.
五、离子极化对化合物键型和溶解度的影响
离子键是离子之间的引力,正离子的电子转移给了负离子。
当极化能力强的正离子和变形性大的负离子接近时,发生极化现象,负离子的电子云变形,使两核间的电子云密度增大,于是离子键的百分数减少,共价键的百分数增大,离子键向共价键过渡。
极化作用强弱排序
极化作用强弱排序
首先极化是指分子或离子在外电场作用下发生的结构变化电子
云变形产生诱导偶极。极化作用的强弱取决于分子的变形性极化度。而离子或分子半径越大,极化度越大,极化越强。而离子极化会导致离子晶体共价性增强。
离子极化的规律阳离子电荷越高,半径越小,则极化作用越强在相同离子电荷和半径相近的情况下,不同电子构型的阳离子极化作用不同。
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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。正、负离子相互极化的结果,导致彼此的变形性增大,产生诱导偶极矩加大,从而进一步加强了它们的极化能力,这种加强的极化作用称为附加极化作用。离子的外层电子构型对附加极化作用的大小有很重要的影响,一般是最外层含有d 电子的正离子容易变形而产生附加极化作用,而且所含d电子数越多,这种附加极化作用越大。
4.反极化作用
H+的反极化作用指氢离子对极性键的削弱作用。反极化作用一般常见于含氧酸及含氧酸盐中。
二、离子极化对化合物的性质的影响
1.使化合物的熔点降低
由于离子极化,使化学键由离子键向共价键转变,化合物也相应由离子型向共价型过渡,其熔点、沸点也随共价成分的增多而降低。
2.使化合物的稳定性下降(分解温度降低)
随着离子极化作用的加强,负离子的电子云变形,强烈地向正离子靠近,有可能使正离子的价电子失而复得,又恢复成原子或单质,导致该化合物分解。
3.使化合物的颜色加深
离子极化作用使外层电子变形,价电子活动范围加大,与核结合松弛,有可能吸收部分可见光而使化合物的颜色变深。
4.使化合物的溶解度降低
离子晶体通常是可溶于水的。水的介电常数很大(约等于80),它会削弱正、负离子之间的静电吸引,离子晶体进入水中后,正、负离子间的吸引力将减到约为原来的八十分之一,这样使正、负离子很容易受热运动的作用而互相分离。由于离子极化,离子的电子云相互重叠,正、负离子靠近,离子键向共价键过渡的程度较大,即键的极性减小。水不能像减弱离子间的静电作用那样减弱共价键的结合力,所以导致离子极化极化作用和变形性
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。正、负离子相互极化的结果,导致彼此的变形性增大,
产生诱导偶极矩加大,从而进一步加强了它们的极化能力,这种加强的极化作用称为附加极化作用。离子的外层电子构型对附加极化作用的大小有很重要的影响,一般是最外层含有d 电子的正离子容易变形而产生附加极化作用,而且所含d电子数越多,这种附加极化作用越大。
4.反极化作用
H+的反极化作用指氢离子对极性键的削弱作用。反极化作用一般常见于含氧酸及含氧酸盐中。
二、离子极化对化合物的性质的影响
1.使化合物的熔点降低
由于离子极化,使化学键由离子键向共价键转变,化合物也相应由离子型向共价型过渡,其熔点、沸点也随共价成分的增多而降低。
2.使化合物的稳定性下降(分解温度降低)
随着离子极化作用的加强,负离子的电子云变形,强烈地向正离子靠近,有可能使正离子的价电子失而复得,又恢复成原子或单质,导致该化合物分解。
3.使化合物的颜色加深
离子极化作用使外层电子变形,价电子活动范围加大,与核结合松弛,有可能吸收部分可见光而使化合物的颜色变深。
4.使化合物的溶解度降低
离子晶体通常是可溶于水的。水的介电常数很大(约等于80),它会削弱正、负离子之间的静电吸引,离子晶体进入水中后,正、负离子间的吸引力将减到约为原来的八十分之一,这样使正、负离子很容易受热运动的作用而互相分离。由于离子极化,离子的电子云相互重叠,正、负离子靠近,离子键向共价键过渡的程度较大,即键的极性减小。水不能像减弱离子间的静电作用那样减弱共价键的结合力,所以导致离子极化作用较强的晶体难溶于水。作用较强的晶体难溶于水。