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離子勢

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離子勢(ф)是推斷鹼金屬鹼土金屬氫氧化物鹼性時所提出的一個概念,通過以下公式計算:

離子勢(ф) = 陽離子電荷(Z) / 陽離子半徑(r)

含氧酸是屬於無機化合物的一大類物質,對於含氧酸來說,在水溶液中可以存在以下的電離方式:

ROH → R+ + OH
ROH → RO + H+

可以看出,如果以第一種方式電離,則該物質呈鹼性;如果以第二種方式電離,則該物質呈酸性。而從離子鍵的概念來看,ROH可以看成是Rn+、O2−、H+組成的,Rn+、O2−、H+之間的作用決定了ROH是以酸式電離還是以鹼式電離。當Rn+與O2−之間的作用力大於O2−與H+之間的作用力時,ROH以酸式電離;而當Rn+與O2−之間的作用小於O2−與H+之間的作用力時,ROH採取鹼式電離。根據離子鍵這一特性,卡特雷奇(G.H.Cartledge)提出了離子勢的概念,用來判斷ROH的酸鹼性。

一般地,在ROH中,如果ф的值越大,則說明氧原子的電子云偏向當Rn+極化作用越強。O-H鍵變弱,ROH以酸式電離為主,即酸性越強。反之,則ROH更趨向鹼式電離.

判斷酸鹼性的經驗公式為:

:ROH呈酸性
:ROH呈兩性
:ROH呈鹼性

此規則也稱為ROH規則。

遞變規律

隨着Rn+離子從左至右逐漸增加,電荷數也逐漸增大,ф也逐漸增大,所以在元素周期律中,含氧酸的酸性也逐漸增大。對於同族的元素,則從上而下因陽離子的半徑增大而酸性逐漸減弱。同時,由公式也可以看出,同種元素的不同氧化數的含氧酸的酸性強弱順序。

參考資料

  • 《基礎化學》。化學工業出版社。