化學原理啟迪350
Zimerman - Beethoven, Piano Concerto No. 5 - II Adagio
1. 當陰電性不同的原子反應形成分子,兩原子並不是公平共享鍵結電子;如果電子稍微偏向某一側的原子那就是形成了極性鍵。
2. 如果鍵結的二個原子陰電性差距很大,造成一個或多個電子完全轉移到其中一側的原子,那就變成了離子鍵,形成離子固體。
3. 我們如何清楚地分辨離子鍵與極性鍵的差距?事實上,鍵結原子對之間沒有絕對的離子鍵。許多氣相的二元離子化合物的化學鍵,針對其離子性強弱的運算結果,可以證明這一點。
4. 運算離子性質強弱的基礎是,比較實際測量到的分子X-Y鍵的偶極矩與計算出來的離子化合物的X+Y-的偶極矩之間的差距。我們在前面的章節曾經示範如何計算HF的偶極矩。
5. 一個化學鍵到底有多少百分比的離子性:
一個化學鍵的離子性百分比
=(測量而得的X-Y偶極矩/計算而得的X+Y-偶極矩)×100%
6. 依據這個定義得到各種化合物(氣相狀態下)的離子性百分比:
上圖將每種化合物的離子性百分比與X、Y陰電性差距的交集點用黑點標示出來。
7. 值得注意的是,隨著二原子的陰電性差距加大,化學鍵的離子性也跟著增加。圖中所列舉的化合物,沒有任何一個化學鍵達到100%的離子性,即使是陰電性差距最大的化合物也是如此。
8. 因此,依據以上的定義,圖表中所列舉的化合物,沒有任何一個化學鍵完全是離子鍵。這樣的結論與許多離子固體化合物的分類抵觸。上圖所列舉的化合物中,超過50%離子性的化合物通常被視為離子固體。怎麼會這樣呢?
9. 因為圖中所列舉的化合物都處於氣相狀態下,氣相狀態下才會存在獨立的XY分子。氣體分子的離子性,不完全等於固體化合物的離子性,因為固體化合物的每個離子同時受到多方離子的吸引。
10. 分辨離子化合物另一個困難點在於,許多物質含有許多種離子/多原子離子。舉例來說,NH4Cl含有NH4+和Cl-離子,Na2SO4含有Na+和SO42-離子;氨離子NH4+和硫酸根離子SO42-可以透過共價鍵結合起來。因此這些離子化合物稱為NH4Cl或Na2SO4是有些含糊的。
11. 為了避免定義上的困擾,我們將用離子化合物在實驗上的定義:任何化合物只要能夠通電融化,就可以被歸類為離子。我們也經常用「鹽類」來表示離子化合物。
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