1.3.2 离子

本节需要读者稍微熟悉有关电荷(Electric charge)的知识。


离子(ion)是 失去或得到一个或多个电子的 分子或原子。

中性的原子或分子失去n个电子,带有n个正电荷,形成阳离子(cation)。

中性的原子或分子得到n个电子,带有n个负电荷,形成阴离子(anion)。

阳离子和阴离子仍然可以继续得到或失去电子。


在原子符号或分子的分子式右上角标识粒子所带电荷量,以及电荷符号,即为粒子的化学表示方式。如H+(氢离子),O2-(氧离子),Na+(钠离子),K+(钾离子),NH4+(铵(an3)离子),Cl-(氯离子),Mg2+(镁离子),Ca2+(钙离子),Fe3+(铁离子),Fe2+(亚铁离子)Cu2+(铜离子),Cu+(亚铜离子),OH-(氢氧根离子),CO32-(碳酸根离子),HCO3-(碳酸氢根离子),SO42-(硫酸根离子),NO3-(硝酸根离子),PO43-(磷酸根离子),SbF6-(六氟锑(ti1)酸根离子)。

当粒子的电荷量为1时,“1”需省略。

  • 注:虽然离子 形式上相当于 失去或得到一个或多个电子的 分子或原子,但离子并不一定是由分子或原子直接得失电子形成的。比如,虽然有SO42-离子,但没有SO4分子或SO4-离子。


原子的电子亲合能越高,原子就越容易得到电子,原子的第n电离能越低,原子就越容易失去第n个电子。通常来说,只有能量最高的原子轨道参与电子的得失。


对于含有一个原子的离子,也可以写出其电子排布式。

比如,K原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1。而K+(钾离子)为K原子失去1个电子形成的,其电子排布式为1s22s22p63s23p6

再比如,Cl原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5。而Cl-(氯离子)为Cl原子得到1个电子形成的,其电子排布式为1s22s22p63s23p6

  • 注:虽然Cl-,Ar,K+(以及Ca2+,Sc3+等)有相同的电子排布式,其化学性质并不相同,因为其所带的电荷种类与数量不同。

  • 思考1:请写出Na+和Cu+的核外电子排布。

  • 思考2:依据氧离子,氯离子,钾离子,钙离子的电荷数和&或核外电子排布,猜测硫离子的电荷数和核外电子排布。


对本节内容有贡献的科学家包括:

阿伦尼乌斯:发现并正确描述离子(1903年诺贝尔化学奖)