离子极化
离子极化
科技名词定义
离子极化
英文名称：ionic polarization
定义：离子晶体在光的某一范围频率的照射下，由于交变电场的作用使正负离子间距发生显著变化，改变离子晶体的极化强度的现象。
应用学科：材料科学技术（一级学科）；材料科学技术基础（二级学科）；材料科学基础（二级学科）；材料组织结构（二级学科）
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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。 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。
离子极化理论
离子极化理论 离子极化（Ionic polarization）由法扬斯（Fajans）首先提出。离子极化指的是在离子化合物中，正、负离子的电子云在对方离子的电场作用下，发生变形的现象。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： 18电子和18+2电子 构型以及氦型离子。 如：Ag+、Pb2+、Li +等>9—17电子构型的 离子。如：Fe2+、 Ni2+、Cr3+等> 离子壳层为8电子 构型的离子。如： Na+、Ca2+、Mg2+ 等 （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。 根据上边规则可以判断，在所有离子中，氢离子（H+）的极化作用最强。
离子极化理论参考资料
薀离子极化 螇离子的极化（Ionic polarization）由法扬斯（Fajans）首先提出。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。离子极化能对金属化合物性质的影响 螅简介 羁离子极化 莁在离子化合物中，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。离子极化使正、负离子之间在原静电相互作用的基础上又附加以新的作用，它是由离子在极化时产生的诱导偶极矩μ引起的。μ与电场强度E的比值μ/E称为极化率，它可作为离子可极化性大小的量度。正、负离子虽可互相极化，但一般说，由于正离子半径小，电子云不易变形，可极化性小，主要作为极化者；负离子恰好相反，是被极化者。离子极化的结果使离子键成分减少，而共价键成分增加，从而产生一定的结构效应，影响化合物的物理、化学性质。离子极化可使键力加强、键长缩短、键的极性降低以至结构型式变异，从离子晶体的高对称结构向层型结构过渡。 薅离子的极化 袃a．离子在外电场或另外离子的影响下，原子核与电子云会发生相对位移而变形的现象，称为离子的极化。 蒀b．极化作用(polarization power) 离子使异号离子极化的作用，称为极化作用。
肁c．极化率（或变形性）(polarizability) 被异号离子极化而发生电子云变形的能力，称为极化率或变形性。 蚆(2) 无论是正离子或负离子都有极化作用和变形性两个方面，但是正离子半径一般比负离子小，所以正离子的极化作用大，而负离子的变形性大。负离子对正离子的极化作用（负离子变形后对正离子电子云发生变形），称为附加极化作用。 芆(3) 离子的极化作用可使典型的离子键向典型的共价键过渡。这是因为正、负离子之间的极化作用，加强了“离子对”的作用力，而削弱了离子对与离子对之间的作用力的结果。 膃离子极化作用的规律 薇a．正离子电荷越高，半径越小，离子势φ（Z/ r）越大，则极化作用越强； 蚈b．在相同离子电荷和半径相近的情况下，不同电子构型的正离子极化作用不同：8电子构型 < 9-17电子构型 < (18，18+2) 电子构型 莄例如： r(Hg)= 102pm， r(Ca)= 100pm，但Hg的极化作用大于Ca 薃解释：(i) 由于d态电子云空间分布的特征，使其屏蔽作用小 芈(ii) 由于d态电子云本身易变形，因此d电子的极化和附加极化作用都要比相同电荷、相同半径的8电子构型的离子的极化和附加极化作用大。 蒅c．负离子的电荷越高，半径越大，变形性越大 蒂例如：F
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+ （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：18电子和18+2电子 构型以及氦型离子。如：Ag+、Pb2+、Li+等> 9—17电子构型 的离子。如：Fe2+、 Ni2+、Cr3+等 > 离子壳层为8电子 构型的离子。如： Na+、Ca2+、Mg2+等 （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。 2．影响离子变形性的主要因素 （1）离子的电子层构型相同，正电荷越高的阳离子变形性越小。例如： O2- > F- > Ne > Na+ > Mg2+ > Al3+ > Si4+ （2）离子的电子层构型相同，半径越大，变形性越大。例如： F- < Cl- < Br- < I- （3）若半径相近，电荷相等，18电子层构型和不规则（9—17电子）构型的离子，其变形性大于8电子构型离子的变形性。例如： Ag+ > K+；Hg2+ > Ca2+ （4）复杂阴离子的变形性通常不大，而且复杂阴离子中心原子氧化数越高，其变形性越小。例如： ClO4- < F- < NO3- < H2O < OH- < CN- < Cl- < Br- < I- SO42- < H2O < CO32- < O2- < S2- 从上面的影响因素看出，最容易变形的离子是体积大的阴离子（如I-、S2-等）和18电子
离子极化理论
离子极化 离子的极化（Ionic polarization）由法扬斯（Fajans）首先提出。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。离子极化能对金属化合物性质的影响 简介 离子极化 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。离子极化使正、负离子之间在原静电相互作用的基础上又附加以新的作用，它是由离子在极化时产生的诱导偶极矩μ引起的。μ与电场强度E的比值μ/E称为极化率，它可作为离子可极化性大小的量度。正、负离子虽可互相极化，但一般说，由于正离子半径小，电子云不易变形，可极化性小，主要作为极化者；负离子恰好相反，是被极化者。离子极化的结果使离子键成分减少，而共价键成分增加，从而产生一定的结构效应，影响化合物的物理、化学性质。离子极化可使键力加强、键长缩短、键的极性降低以至结构型式变异，从离子晶体的高对称结构向层型结构过渡。 离子的极化 a．离子在外电场或另外离子的影响下，原子核与电子云会发生相对位移而变形的现象，称为离子的极化。 b．极化作用(polarization power) 离子使异号离子极化的作用，称为极化作用。 c．极化率（或变形性）(polarizability) 被异号离子极化而发生电子云变形的能力，称为极化率或变形性。 (2) 无论是正离子或负离子都有极化作用和变形性两个方面，但是正离子半径一般比负离子小，所以正离子的极化作用大，而负离子的变形性大。负离子对正离子的极化作用（负离子变形后对正离子电子云发生变形），称为附加极化作用。 (3) 离子的极化作用可使典型的离子键向典型的共价键过渡。这是因为正、负离子之间的极化作用，加强了“离子对”的作用力，而削弱了离子对与离子对之间的作用力的结果。 离子极化作用的规律
极化作用
离子极化 1931年，德国化学家Fijans首先提出了离子极化作用。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。但实际上正、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。 1.离子的极化力（一般是正离子）：离子使其他离子极化而发生变形的能为叫 做离子的极化力。 影响因素： a.离子的电荷电荷数越多，极化力越强。 b.离子的半径半径越小，极化力越强。如Li+ > Na+ > K+ > Rb+ > Cs+, （另 外H+ 的体积极小, 故H+极化能力最强.） c..对于不同电子层结构的阳离子，他们极化作用大小的顺序为：18，18+2电子 型＞9-17电子型＞8电子型 2.离子的变形性（一般是负离子，阳离子中只有 r 相当大的, 如等, 才考虑 其变形性.）：离子可以被极化的程度。 影响因素： a.离子的电荷随正电荷数的减少或负电荷数的增加，变形性增大。例如变形 性 Si4+＜Al3+＜Mg2+＜Na+＜F-＜O2- b.离子的半径随半径的增大，变形性增大。例如变形性 F-＜Cl-＜Br-＜I-；O2-＜S2- c.离子的外层电子构型外层18，9～17等电子构型的离子变形性较大，具有稀有气体外层电子构型的离子变形性较小。例如变形性 K+＜Ag+；Ca2+＜Hg2+ d.复杂阴离子变形性小,半径虽大, 但离子对称性高, 中心氧化数又高, 拉电 子能力强, 不易变形. 综上所述，常见阴离子的变形性大小顺序为 ClO4 -＜F-＜NO3-＜OH-＜CN-＜Cl-＜Br-＜I- 3.相互极化（附加极化）: Al2O3 中对施加电场作用, 使变形, 当然对也有极化能力, 但变形性极小, 故这部分作用不必考虑; 但若不是 8e 的 , 而是 18e 或(18+2)e 的正离子，不考虑自身的变形性是不行的. 现考虑阳离子对阴离子的
极化作用
离子极化 1931年,德国化学家Fijans首先提出了离子极化作用。离子极化理论认为,当正离子与负离子相互结合形成离子晶体时,如果相互间无极化作用,则形成的化学键应就是纯粹的离子键。但实际上正、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。 1、离子的极化力(一般就是正离子):离子使其她离子极化而发生变形的能为叫 做离子的极化力。 影响因素: a、离子的电荷电荷数越多,极化力越强。 b、离子的半径半径越小,极化力越强。如Li+ > Na+ > K+ > Rb+ > Cs+, (另外 H+ 的体积极小, 故H+极化能力最强、) c、、对于不同电子层结构的阳离子,她们极化作用大小的顺序为:18,18+2电子 型＞9-17电子型＞8电子型 2、离子的变形性(一般就是负离子,阳离子中只有 r 相当大的, 如等, 才 考虑其变形性、):离子可以被极化的程度。 影响因素: a、离子的电荷随正电荷数的减少或负电荷数的增加,变形性增大。例如变 形性 Si4+＜Al3+＜Mg2+＜Na+＜F-＜O2- b、离子的半径随半径的增大,变形性增大。例如变形性 F-＜Cl-＜Br-＜I-;O2-＜S2- c、离子的外层电子构型外层18,9～17等电子构型的离子变形性较大,具有稀有气体外层电子构型的离子变形性较小。例如变形性K+＜Ag+;Ca2+＜Hg2+ d、复杂阴离子变形性小,半径虽大, 但离子对称性高, 中心氧化数又高, 拉电 子能力强, 不易变形、 综上所述,常见阴离子的变形性大小顺序为 ClO4 -＜F-＜NO3-＜OH-＜CN-＜Cl-＜ Br-＜I- 3、相互极化(附加极化): Al2O3 中对施加电场作用, 使变形, 当然对也有极化能力, 但变形性极小, 故这部分作用不必考虑; 但若不就是 8e 的, 而
离子极化
离子极化作用的规律 a．正离子电荷越高，半径越小，离子势φ（Z / r）越大，则极化作用越强； b．在相同离子电荷和半径相近的情况下，不同电子构型的正离子极化作用不同：8电子构型 < 9-17电子构型 < (18，18+2) 电子构型 例如： r(Hg2+)= 102pm， r(Ca2+)= 100pm，但Hg2+的极化作用大于Ca2+ 解释：(i) 由于d态电子云空间分布的特征，使其屏蔽作用小 (ii) 由于d态电子云本身易变形，因此d电子的极化和附加极化作用都要比相同电荷、相同半径的8电子构型的离子的极化和附加极化作用大。 c．负离子的电荷越高，半径越大，变形性越大 例如：F-
无机及分析化学 第九章答案
第九章 习题解答 1．离子键无饱和性和方向性，而离子晶体中每个离子有确定的配位数，二者有无矛盾？ 答：二者无矛盾。离子键无饱和性和方向性是由离子特征决定的。只要离子晶体里自带有不同的电荷就会有库伦作用，无论周围的空间有多少带有相异电荷的离子，都会产生库伦吸引力，这就决定了离子键的不饱和性，而电荷相异的离子在任意方向的这种作用依然存在。即没有固定方向，不存在方向性。而离子在离子晶体由于空间条件及离子本身大小的限制，使一个离子周围只能有确定数目的作用，即配位数一定。但相邻的离子间库伦引力依然存在，故两者不矛盾。 2．下列双原子分子或离子，哪些可稳定存在？哪些不可能稳定存在？请将能稳定存在的双原子分子或离子按稳定性由大到小的顺序排列起来。 H 2 He 2 He 2+ Be 2 C 2 N 2 N 2+ 答： H 2 σ1s 2 键级= 12 2=- He 2 σ1s 2 σ1s *2 键级=02 2 2=- He 2+ σ1s 2 σ1s *1 键级= 5.021 2=- Be 2 σ1s 2 σ1s *2 σ2s 2 σ2s *2 键级=0244=- C 2 σ1s 2 σ1s *2 σ2s 2 σ2s *2 π2py 2π2pz 2 键级=2248=- N 2 σ1s 2 σ1s *2 σ2s 2 σ2s *2 π2py 2π2pz 2σ2px 2 键级=32410=- N 2+ σ 1s 2 σ 1s *2 σ 2s 2 σ 2s *2 π 2py 2π2pz 2σ2px 1 键级=5.22 49=- 稳定存在的分子或离子：H 2 He 2+ C 2 N 2 N 2+ 不能稳定存在的分子或离子：He 2 Be 2 稳定性次序：N 2>N 2+>C 2>H 2>He 2+ 3．第二周期某元素的单质是双原子分子，键级为1是顺磁性物质。 (1)推断出它的原子序号； (2)写出分子轨道中的排布情况； 答：(1)原子序号5 (2)B 2 σ1s 2σ1s *2σ2s 2σ2s *2π2py 1π2pz 1 4．在BCl 3和NCl 3分子中，中心原子的氧化数和配体数都相同，为什么二者的中心原子采取的杂化类型、分子构型却不同？ 答：BCl 3与NCl 3分子中，中心原子不同，中心原子的电子结构不同，使得两者的中心原子采用不同的杂化方式： B 采用的是sp 2杂化，每个杂化轨道的的夹角是120o ，与Cl 原子以3p x 轨道形成3个σ键，分子呈平面三角形。 N 采用sp 3杂化，杂化轨道呈四面体结构，其中一个杂化轨道有一对孤电子，孤对电
极化作用电子版本
极化作用
离子极化 1931年，德国化学家Fijans首先提出了离子极化作用。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。但实际上正、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。 1.离子的极化力（一般是正离子）：离子使其他离子极化而发生变形的能为叫 做离子的极化力。 影响因素： a.离子的电荷电荷数越多，极化力越强。 b.离子的半径半径越小，极化力越强。如Li+ > Na+ > K+ > Rb+ > Cs+, （另 外H+ 的体积极小, 故H+极化能力最强.） c..对于不同电子层结构的阳离子，他们极化作用大小的顺序为：18，18+2电 子型＞9-17电子型＞8电子型 2.离子的变形性（一般是负离子，阳离子中只有 r 相当大的, 如等, 才 考虑其变形性.）：离子可以被极化的程度。 影响因素： a.离子的电荷随正电荷数的减少或负电荷数的增加，变形性增大。例如变 形性 Si4+＜Al3+＜Mg2+＜Na+＜F-＜O2- b.离子的半径随半径的增大，变形性增大。例如变形性 F-＜Cl-＜Br-＜I-；O2-＜S2- c.离子的外层电子构型外层18，9～17等电子构型的离子变形性较大，具有稀有气体外层电子构型的离子变形性较小。例如变形性K+＜Ag+；Ca2+＜ Hg2+ d.复杂阴离子变形性小,半径虽大, 但离子对称性高, 中心氧化数又高, 拉电 子能力强, 不易变形. 综上所述，常见阴离子的变形性大小顺序为 ClO4 -＜F-＜NO3-＜OH-＜CN-＜Cl-＜ Br-＜I- 3.相互极化（附加极化）:
离子极化理论对含氧酸及其盐热稳定性的解释
离子极化理论对含氧酸及其盐热稳定性的解释 离子极化理论作为一种结构理论，在解释含氧酸盐的热稳定性方面有相当广泛的适用范围。它以成酸中心阳离子对O2-离子的极化，与盐中金属离子对该O2-离子的反极化的相对强弱为根据，来讨论含氧酸盐的热稳定性。 成酸中心阳离子对O2-离子的极化能力能力越强，含氧酸盐的热稳定性越好。盐中金属离子对O2-离子的极化（即反极化）越强，含氧酸盐的热稳定性越差。 通常人们都注意到有关金属离子的反极化能力的这样三个系列： 1、H+离子的极化能力是极强的（因为作为一个质子、有极小的半径），它对热稳定性影响很大。并且，含氧酸或盐间还有H+离子个数多少的区别，这对含氧酸及其盐的热稳定性更是有显著影响。如H2CO3