3.离子的极化解析.ppt

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； 8e (9-17)e 18e 或 (18+2)e 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： 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，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 AgCl、AgBr AgI ←键的极性增大 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 259 246 离子型 AgCl 307 277 过渡型 AgBr 322 288 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 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； 三、离子极化对化合物的溶解度的影响 AgF AgCl AgBr AgI 溶解度g/L 1800 0.03 0.0055 5.6*10-5 溶度积 - 1.77*10-10 5.35*10-13 8