离子化合物

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在化学中,离子化合物是由被称为离子键合的静电力结合在一起的离子组成的化合物。该化合物总体上呈中性,但由带正电的离子(称为阳离子)和带负电的离子(称为阴离子)组成。这些可以是简单的离子,例如氯化钠中的钠(Na+)和氯离子(Cl−),或多原子物质,例如铵(NH+4)和碳酸盐(CO2−3)碳酸铵中的离子。离子化合物中的单个离子通常有多个最近邻,因此不被视为分子的一部分,而是连续三维网络的一部分。离子化合...

简介

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在化学中,离子化合物是由被称为离子键合的静电力结合在一起的离子组成的化合物。 该化合物总体上呈中性,但由带正电的离子(称为阳离子)和带负电的离子(称为阴离子)组成。 这些可以是简单的离子,例如氯化钠中的钠 (Na+) 和氯离子 (Cl−),或多原子物质,例如铵 (NH+4) 和碳酸盐 (CO2−3) 碳酸铵中的离子。 离子化合物中的单个离子通常有多个最近邻,因此不被视为分子的一部分,而是连续三维网络的一部分。 离子化合物质通常在固态时形成晶体结构

含有碱性离子氧根 (OH-) 或氧化物 (O2-) 的离子化合物质被归类为碱基。 不含这些离子的离子化合物质也称为盐,可以通过酸碱反应形成。 离子化合物也可以通过溶剂蒸发、沉淀、冷冻、固态反应或活泼金属与活泼非金属(如卤素气体)的电子转移反应,由其组成离子产生。

离子化合物质通常具有高熔点和沸点,并且硬而脆。 作为固体,它们几乎总是电绝缘的,但当熔化或溶解时,它们变得高度导电,因为离子被移动了。

发现的历史

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ion 这个词是希腊语 ἰόν,ion,going,ἰέναι,ienai,go 的现在分词。 该术语由物理学家和化学家迈克尔·法拉第 (Michael Faraday) 于 1834 年引入,用于描述当时未知的通过水介质从一个电极到另一个电极的物种

1913 年,氯化钠的晶体结构由 William Henry Bragg 和 William Lawrence Bragg 确定。 这表明每个原子有六个等距的最近邻,表明这些成分不是排列在分子或有限聚集体中,而是作为具有长程晶序的网络排列。 许多其他无机化合物也被发现具有相似的结构特征。 这些化合物很快被描述为由离子而不是中性原子构成,但直到 20 年代中期进行 X 射线反射实验(检测电子密度)时,才发现这一假设的证据。

离子晶体结构理论处理发展的主要贡献者是 Max Born、Fritz Haber、Alfred Landé、Erwin Madelung、Paul Peter Ewald 和 Kazimierz Fajans。 玻恩基于离子成分的假设预测了晶体能量,这与热化学测量结果显示出良好的对应关系,进一步支持了该假设。

编队

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离子化合物可以通过蒸发、沉淀或冷冻从它们的组成离子中产生。 活性金属如碱金属可以直接与高电负性卤素气体反应形成离子产物。 它们也可以作为固体之间高温反应的产物合成

如果离子化合物可溶于溶剂,则可以通过从该电解质溶液中蒸发溶剂来获得固体化合物。 当溶剂蒸发时,离子不会进入蒸汽,而是留在剩余的溶液中,当它们变得足够浓时,就会发生成核作用,并结晶成离子化合物。 这个过程在自然界中广泛存在,是蒸发岩矿物形成的方式。 从溶液中回收化合物的另一种方法包括在高温下使溶液饱和,然后通过降低温度来降低溶解度,直到溶液过饱和并且固体化合物成核。

不溶性离子化合物可以通过混合两种溶液沉淀,一种含有阳离子,另一种含有阴离子。

离子化合物

因为所有溶液都是电中性的,所以混合的两种溶液还必须含有相反电荷的抗衡离子。 为确保这些不会污染沉淀的离子化合物,重要的是要确保它们也不会沉淀。 如果这两种溶液具有氢离子和氢氧根离子作为抗衡离子,它们将在所谓的酸碱反应或中和反应中相互反应生成水。 或者,可以选择抗衡离子以确保即使当组合成单一溶液时,它们仍将作为旁观离子保持可溶性。

如果在蒸发或沉淀形成方法中溶剂是水,在许多情况下形成的离子晶体还包括结晶水,因此该产品被称为水合物,并且可能具有非常不同的化学性质。

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