基本概念

　　　　在化學(xué)變化中,，活潑的電中性的原子經(jīng)常會(huì)得到或者失去電子而成為帶電荷的微粒,，這種帶電的微粒叫做離子。

　　原子是由原子核和核外電子構(gòu)成,，原子核帶正電荷,，繞核運(yùn)動(dòng)的電子則帶相反的負(fù)電荷。原子的核電荷數(shù)與核外電子數(shù)相等,，因此原子顯電中性,。如果原子從外獲得的能量超過(guò)某個(gè)殼層電子的結(jié)合能，那么這個(gè)電子就可脫離原子的束縛成為自由電子,。一般最外層電子數(shù)小于4的原子,、或半徑較大的原子，較易失去電子（一般為金屬元素,，如：鉀K,，鈣Ca等)趨向達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；而最外層電子數(shù)不少于4的原子（一般為非金屬元素,，如：硼B,，碳C等）則較易獲得電子趨向達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。當(dāng)原子的最外層電子軌道達(dá)到飽和狀態(tài)（第一周期元素2個(gè)電子,、第二第三周期元素8個(gè)電子）時(shí),，性質(zhì)最穩(wěn)定，一般為稀有氣體(氦除外,，最外層有兩個(gè)電子,，性質(zhì)也很穩(wěn)定)。原子核外第一層不能超過(guò)2個(gè)電子,，第二層最多排8個(gè)電子,，第三層最多排18個(gè)，以此類推,，第N層最多排8*（N-1)+2;個(gè),，但是最外層最多只能排8個(gè)。

　　離子是指原子由于自身或外界的作用而失去或得到一個(gè)或幾個(gè)電子使其達(dá)到最外層電子數(shù)為8個(gè)（如第一層是最外層,，則為2個(gè),，若是氫離子,，則沒(méi)有外層電子）的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。這一過(guò)程稱為電離,。電離過(guò)程所需或放出的能量稱為電離能。

　　在化學(xué)反應(yīng)中,，金屬元素原子失去最外層電子,，非金屬原子得到電子，從而使參加反應(yīng)的原子或原子團(tuán)帶上電荷,。帶電荷的原子叫做離子,，帶正電荷的原子叫做陽(yáng)離子，帶負(fù)電荷的原子叫做陰離子,。陰,、陽(yáng)離子由于靜電作用而形成不帶電性的化合物。

　　與分子,、原子一樣,，離子也是構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子。如氯化鈉就是由氯離子和鈉離子構(gòu)成的,。

分類

陰離子

　　當(dāng)原子得到一個(gè)或幾個(gè)電子時(shí),，質(zhì)子數(shù)小于核外電子數(shù)，且質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)-所帶電荷數(shù),，從而帶負(fù)電荷,，稱為陰離子。

陽(yáng)離子

　　當(dāng)原子失去一個(gè)或幾個(gè)電子時(shí),，質(zhì)子數(shù)大于核外電子數(shù),，且質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)+所帶電荷數(shù)，從而帶正電荷,，稱為陽(yáng)離子,。

絡(luò)離子

　　絡(luò)離子是指由某些分子、原子或陽(yáng)離子通過(guò)配位鍵與電中性分子或陰離子形成的復(fù)雜離子,，例如水合離子,。絡(luò)離子本身可以屬于陽(yáng)離子或陰離子。

離子結(jié)構(gòu)示意圖

　　　　離子結(jié)構(gòu)示意圖與原子結(jié)構(gòu)示意圖一樣,，人們可以用離子結(jié)構(gòu)示意圖來(lái)表示離子的核電荷數(shù)和電子層排布,。小圈和圈內(nèi)的數(shù)字分別表示原子核和核內(nèi)質(zhì)子數(shù)，弧線表示電子層,，弧線上的數(shù)字表示該層的電子數(shù),。當(dāng)然，在書寫離子結(jié)構(gòu)的時(shí)候需要注意離子核外電子一般為8電子（或2電子）的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),。

離子符號(hào)

　　離子符號(hào)：在元素符號(hào)右上角表示出離子所帶正,、負(fù)電荷數(shù)的符號(hào),。 例如,鈉原子失去一個(gè)電子后成為帶一個(gè)單位正電荷的鈉離子用“Na+”表示。硫原子獲得二個(gè)電子后帶元素符號(hào)：統(tǒng)一采取該元素的拉丁文名稱第一個(gè)字母來(lái)表示元素的符號(hào),。（往往正負(fù)電的數(shù)子寫在正負(fù)號(hào)的前面）

離子檢驗(yàn)

　　離子檢驗(yàn)指的是通過(guò)用指示劑,、沉淀、冒泡等方法鑒別離子的過(guò)程,。

酸根離子

　　SO42-(在溶液中)———先加入稀鹽酸酸化,，如果無(wú)沉淀生成、無(wú)氣體產(chǎn)生（分別排除銀離子,、碳酸根離子干擾）則在被測(cè)溶液中加入氯化鋇溶液,，生成白色沉淀則原被測(cè)液中含硫酸根離子。

　　CO32-(1)(固體或溶液)———在被測(cè)物質(zhì)中加入稀酸溶液,，如果產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體,，則原被測(cè)物質(zhì)中含碳酸根離子。(2)(在溶液中)———在被測(cè)溶液中加入氯化鋇或硝酸銀溶液,，如果產(chǎn)生能溶于硝酸的白色沉淀,，且同時(shí)生成能使澄清的石灰水變渾濁的氣體，則原被測(cè)溶液中含碳酸根離子,。

金屬離子

　　NH4+ （溶液或固體）———在被測(cè)物質(zhì)中加入強(qiáng)堿如NaOH,，研磨或加熱，如果放出刺激性氣體,，且該氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán),，則原物質(zhì)中含有銨根離子。

　　Fe2+ （溶液）———在被測(cè)溶液中加入KSCN溶液,，無(wú)現(xiàn)象,，再加入新制氯水，然后,，如果產(chǎn)生血紅色沉淀,，則原被測(cè)溶液中含有亞鐵離子。

　　Fe3+ (溶液中）———在被測(cè)物質(zhì)中加入KSCN溶液,，如果產(chǎn)生血紅色沉淀,，則原被測(cè)溶液中含有鐵離子。

　　Na+ （固體或溶液）———用焰色反映檢驗(yàn),，如果其火焰為黃色,，則原物質(zhì)中含有鈉離子。

　　K+ （固體或溶液）———用焰色反映檢驗(yàn),，如果其火焰為紫色(透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃,，濾去黃光)，則原物質(zhì)中含有鉀離子,。

非金屬離子

　　Cl-(在溶液中)———在被測(cè)溶液中加入稀硝酸酸化,，然后加入硝酸銀溶液,。如果生成白色沉淀，則原被測(cè)液中含氯離子,。

　　Br- （溶液）———在被測(cè)溶液中加入硝酸銀溶液,如果生成不溶于硝酸的淺黃色沉淀,，則原被測(cè)液中含溴離子。

　　I- （溶液）———在被測(cè)溶液中加入硝酸銀溶液,，如果生成不溶于硝酸的黃色沉淀,，則原被測(cè)液中含碘離子。注：

　　1.在鑒別硫酸根離子時(shí),，用氯化鋇溶液，不能用硝酸銀或硝酸鋇溶液,，這是因?yàn)榱蛩徙y為微溶性物質(zhì),，使鑒別現(xiàn)象不明顯；且硝酸根很可能將亞硫酸根氧化為硫酸根,，造成結(jié)果不對(duì),。

　　2.檢驗(yàn)硫酸根離子時(shí)在不能直接加入氯化鋇溶液，若產(chǎn)生不溶于硝酸的白色沉淀,，則原被測(cè)液中可能含銀離子也可能含硫酸根離子,，所以應(yīng)先加鹽酸酸化并排除銀離子。

離子鍵

　　　　離子鍵 ：使陰,、陽(yáng)離子結(jié)合成化合物的靜電作用,。

　　離子鍵是由電子轉(zhuǎn)移（失去電子者為陽(yáng)離子，獲得電子者為陰離子）形成的,。即正離子和負(fù)離子之間由于靜電引力所形成的化學(xué)鍵,。離子既可以是單離子，如Na+,、CL-,；也可以由原子團(tuán)形成；如SO4 2-,，NO3-等,。離子鍵的作用力強(qiáng)，無(wú)飽和性,，無(wú)方向性,。離子鍵形成的礦物總是以離子晶體的形式存在。

　　研究認(rèn)為,，在分子或晶體中的原子決不是簡(jiǎn)單地堆砌在一起,，而是存在著強(qiáng)烈的相互作用?；瘜W(xué)上把這種分子或晶體中原子間（有時(shí)原子得失電子轉(zhuǎn)變成離子）的強(qiáng)烈作用力叫做化學(xué)鍵,。鍵的實(shí)質(zhì)是一種力,。所以有的又叫鍵力，或就叫鍵,。

　　礦物都是由原子,、分子或離子組成的，它們之間是靠化學(xué)鍵聯(lián)系著的,。

　　化學(xué)鍵主要有三種基本類型,，即離子鍵、共價(jià)鍵和金屬鍵,。

　　離子鍵的形成強(qiáng),，有飽和性與方向性。因?yàn)橹挥凶孕较蛳喾吹碾娮硬拍芘鋵?duì)成鍵,，所以共價(jià)鍵有飽和性,；另外，原子軌道互相重疊時(shí),，必須滿足對(duì)稱條件和最大重疊條件,，所以共價(jià)鍵有方向性。共價(jià)鍵又可分為三種：

　　1.非極性共價(jià)鍵形成共價(jià)鍵的電子云正好位于鍵合的兩個(gè)原子正中間,，如金剛石的C—C鍵,。

　　2.極性共價(jià)鍵 形成共價(jià)鍵的電子云偏于對(duì)電子引力較大的一個(gè)原子，如Pb—S 鍵,，電子云偏于S一側(cè),，可表示為Pb→S。

　　3.配價(jià)鍵 共享的電子對(duì)只有一個(gè)原子單獨(dú)提供,。如Zn—S鍵,，共享的電子對(duì)由鋅提供，Z：+ ¨．．S：=Z n→S 共價(jià)鍵可以形成兩類晶體,，即原子晶體共價(jià)鍵與分子晶體,。原子晶體的晶格結(jié)點(diǎn)上排列著原子。原子之間有共價(jià)鍵聯(lián)系著,。在分子晶體的晶格結(jié)點(diǎn)上排列著分子（極性分子或非極性分子）,，在分子之間有分子間力作用著，在某些晶體中還存在著氫鍵,。

　　　　離子間的反應(yīng)

　　凝固成液氯,、液氨和干冰（二氧化碳的晶體）。說(shuō)明在分子之間還有一種作用力存在著,，這種作用力叫做分子間力（范德華力）,，有的叫分子鍵。分子間力的分子的極性有關(guān),。分子有極性分子和非極性分子,，其根據(jù)是分子中的正負(fù)電荷中心是否重合,，重合者為非極性分子，不重合者為極性分子,。 分子間力包括三種作用力,，即色散力、誘導(dǎo)力和取向力,。

　?。?）當(dāng)非極性分子相互靠近時(shí)，由于電子的不斷運(yùn)動(dòng)和原子核的不斷振動(dòng),，要使每一瞬間正,、負(fù)電荷中心都重合是不可能的，在某一瞬間總會(huì)有一個(gè)偶極存在,，這種偶極叫做瞬時(shí)偶極,。由于同極相斥，異極相吸,，瞬時(shí)偶極之間產(chǎn)生的分子間力叫做色散力,。任何分子（不論極性或非極性）互相靠近時(shí),，都存在色散力,。

　　（2）當(dāng)極性分子和非極性分子靠近時(shí),，除了存在色散力作用外,，由于非極性分子受極性分子電場(chǎng)的影響產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，這種誘導(dǎo)偶極和極性分子的固有偶極之間所產(chǎn)生的吸引力叫做誘導(dǎo)力,。同時(shí)誘導(dǎo)偶極又作用于極性分子,，使其偶極長(zhǎng)度增加。從而進(jìn)一步加強(qiáng)了它們間的吸引,。

　?。?）當(dāng)極性分子相互靠近時(shí)，色散力也起著作用,。此外,，由于它們之間固有偶極之間的同極相斥，異極相吸,，兩個(gè)分子在空間就按異極相鄰的狀態(tài)取向,，由于固有偶極之間的取向而引起的分子間力叫做取向力。由于取向力的存在,，使極性分子更加靠近,，在相鄰分子的固有偶極作用下，使每個(gè)分子的正,、負(fù)電荷中心更加分開(kāi),，產(chǎn)生了誘導(dǎo)偶極,，因此極性分子之間還存在著誘導(dǎo)力。

　　總之,，在非極性分子之間只存在著色散力,，在極性分子和非極性分子之間存在著色散務(wù)和誘導(dǎo)力，在極性分子之間存在著色散力,、誘導(dǎo)力和取向力,。色散力、誘導(dǎo)力和取向力的總和叫做分子間力,。分子間力沒(méi)有方向性與飽和性,，鍵力較弱。

離子半徑

　　定義一：描述離子大小的參數(shù),。取決于離子所帶

　　離子半徑電荷,、電子分布和晶體結(jié)構(gòu)型式。設(shè)r陽(yáng)為陽(yáng)離子半徑,，r陰為陰離子半徑,。r陽(yáng)+r陰=鍵長(zhǎng)。r陽(yáng)/r陰與晶體類型有關(guān),?？蓮逆I長(zhǎng)計(jì)算離子半徑。一般采用Goldschmidt半徑和Pauling半徑,，皆是NaCl型結(jié)構(gòu)配位數(shù)為6的數(shù)據(jù),。Shannon考慮了配位數(shù)和電子自旋狀態(tài)的影響，得到兩套最新數(shù)據(jù),，其中一套數(shù)據(jù),，參考電子云密度圖，陽(yáng)離子半徑比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)大14pm,，陰離子小14pm,，更接近晶體實(shí)際。 定義二：反映離子大小的一個(gè)物理量,。離子可近似視為球體,，離子半徑的導(dǎo)出以正、負(fù)離子半徑之和等于離子鍵鍵長(zhǎng)這一原理為基礎(chǔ),，從大量X射線晶體結(jié)構(gòu)分析實(shí)測(cè)鍵長(zhǎng)值中推引出離子半徑,。離子半徑的大小主要取決于離子所帶電荷和離子本身的電子分布，但還要受離子化合物結(jié)構(gòu)型式（如配位數(shù)等）的影響,，離子半徑一般以配位數(shù)為6的氯化鈉型晶體為基準(zhǔn),，配位數(shù)為8時(shí)，半徑值約增加3% ；配位數(shù)為4時(shí),，半徑值下降約5%,。負(fù)離子半徑一般較大，約為1.3～2.5埃,；正離子半徑較小,，約為0.1～1.7埃。根據(jù)正,、負(fù)離子半徑值可導(dǎo)出正,、負(fù)離子的半徑和及半徑比，這是闡明離子化合物性能和結(jié)構(gòu)型式的兩項(xiàng)重要因素,。

發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)史

　　1887年,，28歲的阿侖尼烏斯在前人研究的基礎(chǔ)上提出了電離理論。但他的導(dǎo)師,，著名科學(xué)家塔倫教授不認(rèn)同他的觀點(diǎn),，嚴(yán)厲抨擊了他的論文，結(jié)果電離學(xué)說(shuō)在數(shù)年后才受到公認(rèn),。阿侖尼烏斯榮獲1903年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),。后來(lái)物理學(xué)家德拜對(duì)離子作了進(jìn)一步研究并獲得1936年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。等離子態(tài)與氣體放電：在絕對(duì)溫度不為零的任何氣體中

　　氣體元素離子

　　都有一定數(shù)量的原子被電離,。在氣體放電過(guò)程中以及受控聚變裝置產(chǎn)生的高溫等離子體中,，有大量的工作氣體原子和雜質(zhì)原子被剝離了最外層電子，成為離子,。例如氧原子,，若失去一個(gè)電子記作OⅡ,，若失去兩電子記作OⅢ,，以此類推。 SV-2023 離子棒：SV-2023離子棒 是一種固定式消除靜電的專用設(shè)備,。屬棒式除靜電產(chǎn)品的一種,。具有安裝簡(jiǎn)易、工作穩(wěn)定,、消除靜電速度快的特點(diǎn),。離子棒其強(qiáng)離子清除物體表面的靜電，屬工業(yè)類,，適用于平面物體的除靜電,，應(yīng)用窗簾遮光原理設(shè)計(jì)的外觀，安裝在潔凈車間流水線入口,，窗簾式的離子可有效的隔離潔凈車間內(nèi)外的空氣混流,。需配高SV-2060高壓發(fā)生器使用。

　　作用原理：離子棒可產(chǎn)生大量的帶有正負(fù)電荷的氣流，可以將物體上所帶的電荷中和掉,，當(dāng)物體表面所帶電荷為負(fù)電荷時(shí),，它會(huì)吸引氣流中的正電荷，當(dāng)物體表面所帶電荷為正電荷時(shí),，它會(huì)吸引氣流中的負(fù)電荷,，從而使物體表面上的靜電被中和，達(dá)到消除靜電的目的,。

　　電離器件：電離器件在高壓發(fā)生器產(chǎn)生的低電流高電壓作用下,，形成一個(gè)穩(wěn)定的高強(qiáng)電場(chǎng)，電離空氣形成離子體,，到達(dá)物體表面,，達(dá)到中和靜電和除塵目的。