一般來說,陽離子由於帶正電荷,半徑小外層電子數少,極化力較強,變形性不大;而陰離子半徑一般較大,外層電子數多,容易變形,極化力較弱。因此,當陽、陰離子相互作用時,主要考慮陽離子對陰離子的極化作用,而陰離子對陽離子的極化作用可以忽略。當陰、陽離子相互作用時,若陽離子(如18、 (18 +2) 、(9 ~ 17) 電子構型半徑大的離子)也容易變形時,除了要考慮陽離子對陰離子的極化外, 還必須考慮陰離子對陽離子的極化作用。
基本介紹
- 中文名:附加極化作用
- 外文名:additional polarization action
- 屬性:效應
- 所屬學科:化學
定義,意義,離子極化,離子極化定義,離子極化過程,離子極化的規律,離子極化對化合物溶解度的影響,離子極化對化合物顏色的影響,離子極化對化合物的熔點和沸點的影響,
定義
陽離子使陰離子極化變形產生誘導偶極,陰離子變形後 所產生的誘導偶極會反過來誘導變形性大的陽離 子,使陽離子也發生變形,陽離子所產生的誘導偶 極會加強陽離子對陰離子的極化能力,使陰離子誘導偶極增大,這種效應叫做附加極化作用。
意義
在離子晶體中,每個離子的總極化能力等於該離子固有的極化力和附加極化作用之和。
離子極化
離子極化定義
分子極化的概念也可以推廣到離子體系,因為離子之間也有極化作用。 對孤立的簡單離子來說,離子的電荷分布基本上是球形對稱的,離子本身正、負電荷 中心是重合的,不存在偶極矩。但當離子置於外加電場中,離子的原子核就會受到正電場的排斥和負電場的吸引;而離子中的電子則會受到正電場的吸引和負電場的排斥,原子核與電子發生相對位移,導致離子變形而產生誘導偶極。這個過程稱為離子的極化。
離子極化過程
由於離子的外層電子不如內層電子與原子核的聯繫緊密,在外電場作用下容易與核發生相對位移,因此離子的變形可以近似理解為離子最外層電子云的變形。 在離子晶體中,每個離子都帶有電荷,本身就會在其周圍產生相應的電場。當陰、陽離子充分接近時,陽離子使陰離子發生極化(即陽離子吸引陰離子的電子云而引起陰離子變形,同時陰離子使陽離子發生極化(即陰離子排斥陽離子的電子云而引起陽離子變形 ),產生誘導偶極。顯然 ,離子極化的強弱取決於兩個因素:一是離 子的極化力;二是離子的變形性。
離子極化的規律
一般來說,陽離子由於帶正電荷,半徑小外層電子數少,極化力較強,變形性不大;而陰離子半徑一般較大,外層電子數多,容易變形,極化力較弱。因此,當陽、陰離子相互作 用時,主要考慮陽離子對陰離子的極化作用,而陰離子對陽離子的極化作用可以忽略。離 子極化的一般規律如下。 1.陰離子半徑相同時,陽離子的電荷越多,半徑越小,陰離子越容易被極化,產生的誘導偶極越大。 2.陽離子的電荷相同、大小相近時,陰離子半徑越大,越容易被極化,產生的誘導偶極越大。
離子極化對化合物溶解度的影響
離子極化使離子鍵逐步過渡到共價鍵。根據相似相溶原理,離子極化的結果必然導致化合物在水中的溶解度降低。例如,在銀的鹵化物 中,由於離子極化作用依次增強,化學鍵中離子成分依次減小,共價成分依次增大,AgF、 AgCI、AgBr、Agl在水中的溶解度依次減小。 應該指出,影響化合物溶解度的因素是多方面的,但離子極化往往起著重要的作用。
離子極化對化合物顏色的影響
物質呈現出不同的顏色,是對不同波長的可見光選擇性吸收的結果。物質對可見光的吸收與否,取決於組成物質的粒子的基態與激發態的能量差,只有當光子的能量與物質的粒子的基態與激發態能量之差相等時,可見光才能被吸收。典型的離子型化合物,其基態與激發態的能量差較大,激發時一般不吸收可見光,因此在白光照射下為無色物質。離子極化使晶體中的化學鍵由離子鍵向共價鍵過渡, 使基態與激發態之間的能量差減小,當白光照射在物質上,某些波長的可見光被吸收,因而呈現顏色。在可見光能量範圍內,離子極化作用越強,基態與激發態的能量差越小,吸收可見光的波長越長,物質呈現的顏色越深。例如,在鹵化銀中,隨著鹵離子的半徑增大,鹵離子與銀離子間的相互極化作用增強,基態與激發態的能量差依次減小,鹵化銀的顏色依次加深。
離子極化對化合物的熔點和沸點的影響
離子極化作用的結果,使離子鍵向共價鍵過渡,導致化合物的熔點和沸點降低。如 AgCl和 NaCl,由於銀離子的極化能力大於鈉離子,導致鍵型不同,所以氯化銀的熔點是728 K ,而 NaCl的熔點是1074 K。又如氯化汞,汞離子是18電子構型,極化能力強,又有較大的變形性,氯離子也具有一定的變形性,離子的相互極化作用使氯化汞的化學鍵有顯著的共價性,因此氯化汞的熔點為550 K ,沸點為 577 K,都較低。