离子|负离子|离子键|离子化合物|离子反应

　　离子化合物，是由阴离子(Anion，带负电)和阳离子(Cation，带正电)组成，以本质上是库仑力的离子键相结合的化合物。离子化合物通常熔点和沸点较高，熔融时或电离产生其组成离子的水溶液中时能导电。

离子化合物的定义

　　象NaCl、Kl些物质，在化学上称为离子化合物。这类物质包括大多数的无机盐类和许多金属氧化物。它们的特征是:在通常情况下，大多数是晶体。它们的熔点和沸点都很高，熔化时能导电，有的离子化合物能溶于水中，其水溶液也能导电。

　　导电性是它们的重要特征。为什么这些物质在熔融状态或水溶液中能导电呢?根据近代的观点，认为这些物质中都包含两种电荷相反的离子——正离子和负离子。如在氯化钠晶体内，就有氯离子(Cl-)和钠离子(Na+)。这种由正离子和负离子组成的物质称为离子化合物。

　　1916年柯塞尔提出下列的观点，认为元素在形成化合物时可以失去或获得电子，以使达到稳定的惰性气体结构。例如钠原子的电子排列为2、8、1，它就有失去一个电子的倾向，而变成2、8的电子排列，即是氖的电子排列。氯原子的电子排列为2、8、7，它就有获得一个电子的倾向，而变成2、8、8的电子排列，即是氩的电子排列。

　　柯塞尔认为各元素都有达到Z稳定的电子排列的倾向，而这个倾向就是促使原子化合的动力。依据柯塞尔的意见，金属元素有失去电子的倾向，非金属元素有获得电子的倾向。金属原子失去电子后就成为正离子，非金属原子获得电子后就成为负离子，正、负离子借静电引力而形成离子化合物。

离子化合物的特点

　　我们用化学键这个名词来表示在形成化合物时原子与原子间的化合力。在离子化合物中正离子和负离子之间存在着强大的静电引力，通过这种静电引力将正、负离子结合起来的化学键称为离子键。借离子键结合而成的化合物就是离子化合物。

　　离子键的一个特点是没有方向性。离子是一个独立存在的质点，又是带有一定电荷的球体，它在各个方向上的静电效

一、负离子是什么

　　1、空气离子的基本概念

　　空气中带正电荷或负电荷的微粒(如氧分子)称为空气离子(如氧离子)。一个负氧离子所带的电荷与一个电子的电荷相等。

　　元素的原子由原子核(包括质子和中子)和电子组成，电子围绕原子核旋转。原子核中的质子呈正极性，中子呈中性，电子呈负极性。在通常情况下，电子的负电荷和质子的正电荷相等，两者平衡使原子的总电荷量为0。

　　在某些外界能量的作用下，原子外层的电子运动的速度加快到一定程度时，会逸出轨道与其他中性原子结合，这一原子“俘获”电子之后负电荷量增加，呈现负极性，我们称之为“负离子”。而失去电荷的原子负电荷量减少，呈现正极性，我们称之为“正离子”。

　　2、空气负离子的产生

　　空气是由氧、氮、水蒸气、二氧化碳等多种气体组成的气体混合物，在正常情况下，气体分子及原子内的正负电荷相等，呈现中性。

　　在宇宙射线、太阳光线、电磁波、岩石和土壤的射线、海浪、瀑布以及各种气象活动所产生的能量作用下，气体分子中某些原子的外层电子会离开轨道，成为自由电子，呈负电极性，而失去一些电子的原子呈正电极性，这一现象称为“空气的电离”。

　　游离的自由电子又会与其它中性的分子相结合，使得到多余电子的气体分子呈负电极性，被称为“空气负离子”。

　　组成空气的各种气体分子之中，氧气和二氧化碳分子“捕获”自由电子的能力较强，而氧气在空气中所占的比例较大，因此空气电离产生的自由电子大部分被氧气分子“捕获”，形成负氧离子，这就是通常所说的“负离子”。

二、负离子与自然环境

　　1、自然界中的负离子

　　自然界中小的空气离子在宇宙外来射线、地球物质的放射性、雷电、风暴、瀑布、海浪的冲击下不断产生。空气的正、负离子，按其迁移率大小可分为大、中、小离子。

　　离子迁移率大于0.4平方厘米/伏特·秒为小离子，小于0.04平方厘米/伏特·秒为大离子，介于两者之间则为中离子。接近分子大小的荷电原子团

　　常见离子反应多为在水溶液中进行有离子参加的化学反应。根据反应原理，离子反应可分为复分解、盐类水解、氧化还原、络合4个类型。

一、离子反应基本概念

　　离子反应是什么：

　　在反应中有离子参加或有离子生成的反应称为离子反应。在中学阶段于在溶液中进行的反应，可以说离子反应是指在水溶液中有电解质参加的一类反应。因为电解质在水溶液里发生的反应，其实质是该电解质电离出的离子在水溶液中的反应。

　　电解质就是在溶液里或熔融状态下能够导电的化合物(例如酸、碱、盐、金属氧化物等)。非电解质是在溶液里或熔融状态下不能导电的化合物(例如非金属氧化物和大部分有机物)。

　　离子反应本质：反应物的某些离子浓度减少。

　　离子反应的特点：

　　①反应是在溶液中进行的;

　　②反应物是以离子形式存在并参加反应;

　　③有沉淀、气体、水等新物质生成;

　　④离子反应的反应速率快;

　　⑤相应离子间的反应不受其它离子的干扰。

　　离子反应的条件：

　　①反应中生成的物质难以溶解：AgCl、HgCl2、BaSO4、PbSO4等沉淀物质。

　　②反应中生成的物质易挥发：二氧化碳、氢气、二氧化硫等。

　　③反应中生成的物质难以电离：弱酸、弱碱、水等。

　　④络合反应：在反应时分子或者是离子与金属离子在结合过程中，形成了新的且其稳定性较强的离子的过程便是络合反应，而其所生成的物质就叫络合物。

二、复分解反应

　　复分解反应是中学化学中常见的一种反应类型，其定义为：由两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物的反应，叫做复分解反应。在溶液中进行的复分解反应大多是在酸、碱、盐之间进行的，其发生条件为：

　　①有难溶物产生;

　　②有易挥发性物质产生;

　　③有弱电解质(水、弱酸、弱碱)生成。

　　只要满足其中一个条件，反应即能发生，因此复分解反应的实质是向离子浓度减少的方向进行。常见的几种复分解反应类型有：

　　1、难制易，强制弱的制取

　　“难”制“易”即用

　　带相反电荷的离子之间存在静电作用，当两个带相反电荷的离子靠近时， 表现为相互吸引，而电子和电子、原子核与原子核之间又存在着静电排斥作用，当静电吸引与静电排斥作用达到平衡时，便形成离子键。因此，离子键是指阴离子，阳离子间通过静电作用形成的化学键。

一、离子键基本性质

　　1、离子键定义：阴、阳离子结合成化合物的静电作用

　　2、离子键成键微粒：阴、阳离子

　　阳离子：IA、IIA活泼金属元素，NH4+;

　　阴离子：VIA、VIIA活泼非金属元素，OH-、SO42-、NO3-、CO32-等。

　　注意：形成化合物的元素的电负性的差>1.7

　　3、离子键成键性质与特点：

　　性质：静电作用(吸引与排斥)

　　特点：没有方向性，没有饱和性

　　注意：阳离子与阴离子半径比值越大，离子周围所能容纳带异性电荷离子的数目就越多。

　　4、离子键存在范围：

　　大多数盐(如NaCl、CsCl、NH4Cl等)

　　强碱(如NaOH、KOH等)

　　活泼金属氧化物(如MgO、Na2O等)

　　5、离子键强弱的判断：

　　离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强，离子晶体的熔沸点越高。离子键的强弱也可以用晶格能的大小来衡量，晶格能是指拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量。晶格能越大，离子晶体的熔点越高、硬度越大。

　　6、离子晶体：通过离子键作用形成的晶体。

　　7、典型的离子晶体结构：

　　NaCl型和CsCl型。氯化钠晶体中，每个钠离子周围有6个氯离子，每个氯离子周围有6个钠离子，每个氯化钠晶胞中含有4个钠离子和4个氯离子;氯化铯晶体中，每个铯离子周围有8个氯离子，每个氯离子周围有8个铯离子，每个氯化铯晶胞中含有1个铯离子和1个氯离子。

二、离子键的形成

　　离子键是由电子转移(失去电子者为阳离子，获得电子者为阴离子)形成的。带相反电荷的离子之间存在静电作用，当两个带相反电荷的离子靠近时，表现为相

一、离子色谱基本概念

　　1、离子色谱的含义

　　离子色谱是一种通过检测液体中阴阳离子的常量以及痕量的测量方式，在该过程中，利用YZ住YZ水质中电解质的背景导电率的目的，是GX液相色谱。

　　离子色谱特点主要在于利用了树脂材料，而其进样体积较小，对于淋出液能够进行在线自动连接的电导检测。

　　2、离子色谱分析法浅析

　　离子色谱法是在离子交换树脂柱后面安上电导检测器，不间断地检测，通过色谱分离所得离子。这种方法主要是在通过电荷间的交互时，利用电分子中电荷的极小的差异进行检测物质的分离，这种方法的分离容量比其他的方法高。这种方式的实质是将样品水质中的离子、离子交换官能团以及移动相紧密的联系在一起从而达到Z终分离的目的。

　　3、离子色谱分析法的内容

　　离子色谱分析法主要由进样器、检测器以及数据处理系统等组成。同时根据实际情况可以适当添加其他的装置或系统，如流动相在线脱气装置、全自动控制系统等。

　　离子色谱分析法分析法则主要有离子对色谱法、离子交换色谱法、离子排斥色谱法、静电离子色谱法和金属配位离子色谱法5种。

　　4、离子色谱分析法基本工作流程

　　流动相通过高压输液泵以恒定的压力或者稳定的流速运送到分析体系，样品在色谱柱前经进样器导入，跟随流动相进入色谱柱，在色谱柱中由于各组分的特性不同而被分离，并且顺次随流动相到达检测器。

　　对于YZ型离子色谱则在电导检测器之前增设一个YZ系统，即再生液用另一个高压输液泵输送到YZ器。流动相背景电导在YZ器中被降低，之后把流动出物导入电导池，数据处理系统将传输来的检测信号进行处理、记录和保存。不需要YZ器和输送再生液高压泵的非YZ型离子色谱仪，结构简单，价格也便宜。

二、离子色谱的优点

　　1、速度：对 7种常见阴离子(F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、SO42-、PO43-)和六种常见阳离子(Li+、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+)的分

　　离子共存，实质上就是判断离子间是否发生反应的问题。若在溶液中能够发生反应，就不能大量共存。判断能否发生反应，不仅是有沉淀、气体、水、难电离的物质产生，还涉及到溶液酸碱性、有色、无色，能否进行氧化还原反应等。

一、离子共存知识要点

　　离子不能共存的情况：

　　1、复分解反应中只要有难电离物或易挥发物或难电离物生成离子不会大量共存。

　　①生成难溶物：Ba2+与CO32-、SO42-;Ca2+与CO32-、SO32-;Ag+与Cl-、Br-、I-;OH-与Cu2+、Fe3+、Al3+;AlO2-与H+等。

　　②生成气体或挥发性物质：NH4+与OH-;H+与CO32-、HCO3-、SO32-等。

　　③生成难电离的物质：H+与OH-、CH3COO-、F-等。

　　2、氧化还原反应中：一些具有较强的氧化性的离子与一些具有较强还原性的离子不能大量共存。如Fe3+与I-、S2-;ClO-与S2-;酸性条件下NO3-与Fe2+;MnO4-与Fe2+等。

　　3、发生互相促进水解的离子(双水解)不能大量共存。如CO32-(或HCO3-)与Fe3+、Al3+。

　　4、某些离子只能存在于一定pH范围内。

　　①只能存在于酸性溶液中：水解呈酸性的离子，即弱碱所对应的阳离子。如Fe3+、Al3+、Fe2+、NH4+等。

　　②只能存在于碱性溶液中：水解呈碱性的离子，即弱酸根。如CH3COO-、CO32-、S2-、HS-、HCO3-、PO43-、HPO42-、F-、H2PO4-、ClO-、AlO2-、SiO32-、CN-、C17H35COO-等。

　　③强酸、强碱性溶液都不能大量存在：即多元弱酸的酸式酸根离子，如HS-、HCO3-、HSO3-、HPO42-、H2PO4-。

　　注意题目中的前置条件：

　　1、对溶液性质的要求：

　　①颜色：无色透明溶液中一定无Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4-。

　　②溶液的酸碱性

　　借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换，以达到提取或去除溶液中某些离子的目的，是一种属于传质分离过程的单元操作。离子交换是可逆的等当量交换反应。

一、离子交换原理

　　离子交换是指液相中的离子与固定相上可解离基团的可逆交换反应。利用这个反应先将要分离的混合物在一定pH的溶液中解离，而后流经固定相，使之与固定相上的可解离基团进行离子交换，吸附于固定相上，凡不能进行交换吸附的成分，则流出层析柱外。

　　再根据交换吸附于固定相上的各组分解离度的差别，运用不同的pH值或不同盐浓度的溶液作流动相，流过层析柱将各组分分别再交换洗脱下来，这样混合物的各组分即被分开，达到分离的目的，此即为离子交换层析。

　　离子交换层析中的固定相称为离子交换剂。它是由在不溶性高分子母体上引入不同的可解离基团所构成。常用的不溶性高分子母体有纤维素、葡聚糖、琼脂糖及人工合成的树脂等。引入于母体上的活性基团主要有酸性或碱性物质。

　　由于引入的酸性物质可解离出H+离子，能与液相中的阳离子交换，故这类离子交换剂称为阳离子交换剂;引入的碱性物质可解离出OH-离子，能与液相中的阴离子交换，故将这类离子交换剂称为阴离子交换剂。

二、离子交换法

　　离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子间所进行的一种可逆性化学反应，当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时，便会被离子交换固体吸附，为维持水溶液的电中性，所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。

　　常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。硬水软化主要是用在反渗透(RO)处理之前，先将水质硬度降低的一种前处理程序。软化机里面的球状树脂，以两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。

　　在离子交换过程中与离子交换剂交换基团作用能力强的离子从溶液中分出而进入交换剂，被交换离子则从交换剂分出而进入溶液。

　　离子交换分离