离子的特征（阅读）

1.离子半径

离子半径（ionic radius）是离子的重要特征之一，与原子一样，单个离子也不存在明确的界面。所谓离子半径，是指离子在晶体中的接触半径。根据离子晶体中相邻的阴、阳离子的核间距测出的，并假定阴、阳离子的核间距为阴、阳离子的半径之和。可利用c射线衍射法测定阴、阳离子的平均核间距，若知道了阴离子的半径，就可推出阳离子的半径。表2-1列出了一些常见离子的离子半径。

离子半径的变化具有如下规律：

（1）同一周期中主族元素随着族数递增，正离子的电荷数增大，离子半径依次减小。例如

r（Na⁺）>r（Mg²⁺）>r（Al³⁺）

（2）在周期表各主族元素中，由于自上而下电子层数依次增多，所以具有相同电荷数的同族离子的半径依次增大。例如

r（Li⁺）<r（Na⁺）<r（K⁺）<r（Rb⁺）<r（Cs⁺）

r（F^—）<r（Cl^—）<r（Br^—）<r（I^—）

（3）若同一种元素能形成几种不同电荷的阳离子时，则高价离子的半径小于低价离子的半径。例如

r（Fe³⁺）（64pm）<r（Fe²⁺）（76pm）

表2-1 一些常见离子的离子半径（r/pm）

续表

（4）阴离子的半径较大，约为130～250pm，阳离子的半径较小，约为10～170pm。

离子半径对离子键强度有较大的影响，一般说来，当离子电荷相同时，离子半径越小离子间的引力越大，离子键的强度也越大，要拆开它们所需的能量就越大，离子化合物的熔、沸点也越高。

2.离子电荷

由离子键的形成过程可知，阳离子的电荷就是相应原子（或原子团）失去的电子数；阴离子的电荷就是相应原子（或原子团）得到的电子数。

离子电荷（ionic charge）也是影响离子键强度的重要因素。离子电荷越多，对相反电荷的离子的吸引力越强，形成的离子化合物的熔点也越高。例如，大多数碱土金属离子M²⁺的盐类的熔点比碱金属离子M⁺的盐类高。

3.离子的电子层构型

原子形成离子时，所失去或者得到的电子数和原子的电子层结构有关。一般是原子得或失电子之后，使离子的电子层达到较稳定的结构，就是使亚层充满的电子层构型。

简单阴离子（如Cl^—、F^—、S2^—等）的外层电子层构型为ns²np⁶的8个电子的稀有气体结构。但是，简单的阳离子的电子层构型比较复杂，有以下几种：

（1）2电子层构型：外层为1s²排布，如Li⁺、Be²⁺等。

（2）8电子层构型：外层为ns²np⁶排布，如Na⁺、Ca²⁺等。

（3）18电子层构型：外层为ns²np⁶nd¹⁰排布，如Ag⁺、Zn²⁺等。

（4）18+2电子层构型：次外层有18个电子，最外层有2个电子，即（n—1）s²（n—1）p⁶（n—1）d¹⁰ns²，如Sn²⁺、Pb²⁺等。

（5）9～17电子层构型：属于不规则电子层构型，最外层有9～17个电子，即ns²np⁶nd^1～9，如Fe²⁺、Cr³⁺等。

离子的外层电子层构型对于离子之间的相互作用有影响，从而使键的性质有所改变。例如Na⁺和Cu⁺的电荷相同，离子半径几乎相等，但NaCl易溶于水，而CuCl难溶于水。显然，这是由于Na⁺和Cu⁺具有不同的电子层构型所造成的，这将在“离子的极化”中讨论。