[科普中国]-离子的变形性

离子极化的强弱取决于两个因素：一是离 子的极化力;二是离子的变形性。离子的变形性是指离子被带相反电荷离子极化而发生变形的能力。

定义离子的变形性是指离子被带相反电荷离子极化而发生变形的能力。1

变化规律离子的变形性主要取决于离子的半径，其次是离子的电荷数和电子构型。离子的半径越大，变形性就越大，对于电子构型相同的离子来说,阴离子的电荷数越髙，变形性就越 大 ，阳离子的电荷数越多，变形性就越小，当离子电荷相同，离子半径相近时, （9 ~ 17)、18 和（18 + 2)电子构型的离子，其变形性比8 电子构型的离子要大。综上可知，最容易变形的是半径大的阴离子和18及（18 + 2 )电子构型、电荷少的阳 离子；最不容易变形的是半径小、电荷数多的稀有气体构型的阳离子。1

变形性与离子极化率离子变形性大小可用离子极化率来衡量。离子极化率（a ）是指离子在单位电场中被 极化所产生的诱导偶极矩（u）。在一定的电场强度下，所产生的偶极矩越大，极化率也就越大，即离子的变形性越大。1

离子极化离子极化定义分子极化的概念也可以推广到离子体系，因为离子之间也有极化作用。 对孤立的简单离子来说，离子的电荷分布基本上是球形对称的，离子本身正、负电荷 中心是重合的，不存在偶极矩。但当离子置于外加电场中，离子的原子核就会受到正电场的排斥和负电场的吸引；而离子中的电子则会受到正电场的吸引和负电场的排斥，原子核与电子发生相对位移，导致离子变形而产生诱导偶极。这个过程称为离子的极化。1

离子极化过程由于离子的外层电子不如内层电子与原子核的联系紧密，在外电场作用下容易与核发生相对位移，因此离子的变形可以近似理解为离子最外层电子云的变形。 在离子晶体中，每个离子都带有电荷，本身就会在其周围产生相应的电场。当阴、阳 离子充分接近时，阳离子使阴离子发生极化（即阳离子吸引阴离子的电子云而引起阴离 子变形，同时阴离子使阳离子发生极化（即阴离子排斥阳离子的电子云而引起阳离子变 形 ），产生诱导偶极。显然 ，离子极化的强弱取决于两个因素：一是离子的极化力；二是离子的变形性。1

离子极化的规律一般来说，阳离子由于带正电荷，半径小外层电子数少，极化力较强，变形性不大；而阴离子半径一般较大，外层电子数多，容易变形，极化力较弱。因此，当阳、阴离子相互作 用时，主要考虑阳离子对阴离子的极化作用，而阴离子对阳离子的极化作用可以忽略。离子极化的一般规律如下。 1、阴离子半径相同时，阳离子的电荷越多，半径越小，阴离子越容易被极化，产生的诱 导偶极越大。 2、阳离子的电荷相同、大小相近时，阴离子半径越大，越容易被极化，产生的诱导偶极越大。2

离子极化对化合物溶解度的影响离子极化使离子键逐步过渡到共价键。根据相似相溶原理，离子极化的结果必然导致化合物在水中的溶解度降低。例如，在银的卤化物 中，由于离子极化作用依次增强，化学键中离子成分依次减小，共价成分依次增大，AgF、 AgCI、AgBr、Agl在水中的溶解度依次减小。 应该指出，影响化合物溶解度的因素是多方面的，但离子极化往往起着重要的作用。2

离子极化对化合物颜色的影响物质呈现出不同的颜色，是对不同波长的可见光选择性吸收的结果。物质对可见光的吸收与否，取决于组成物质的粒子的基态与激发态的能量差，只有当光子的能量与物质的粒子的基态与激发态能量之差相等时，可见光才能被吸收。典型的离子型化合物，其基态与激发态的能量差较大，激发时一般不吸收可见光，因此在白光照射下为无色物质。离子极化使晶体中的化学键由离子键向共价键过渡，使基态与激发态之间的能量差减小，当白光照射在物质上，某些波长的可见光被吸收，因而呈现颜色。在可见光能量范围内，离子极化作用越强，基态与激发态的能量差越小，吸收可见光的波长越长，物质呈现的颜色越深。例如，在卤化银中，随着卤离子的半径增大，卤离子与银离子间的相互极化作用增强，基态与激发态的能量差依次减小，卤化银的颜色依次加深。2

离子极化对化合物的熔点和沸点的影响离子极化作用的结果，使离子键向共价键过渡，导致化合物的熔点和沸点降低。如 AgCl和 NaCl，由于银离子的极化能力大于钠离子，导致键型不同，所以氯化银的熔点是728 K ，而 NaCl的熔点是1074 K。又如氯化汞，汞离子是18电子构型，极化能力强，又有较大的变形性，氯离子也具有一定的变形性，离子的相互极化作用使氯化汞的化学键有显著的共价性，因此氯化汞的熔点为550 K ，沸点为 577 K，都较低。2

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唐浩宇 - 教授 - 湘潭大学