離子極化及其對物質性質的影響

　　離子極化理論廣泛地應用于研究無機化學中的溶解度、金屬離子的軟硬分類、絡合物的穩(wěn)定性、含氧酸酸性等規(guī)律，收到了較好的效果。離子極化會引起化合物很多性質的變化，本文試圖就這一問題做一系統(tǒng)探討。
　　一、離子極化理論概述
　　“極化”是指分子、離子或基團在外電場作用下，其外層電子云和原子實（或原子核）產(chǎn)生相對位移，即外層電子云變形，產(chǎn)生誘導偶極的現(xiàn)象。所謂極化率是分子、原子或離子變形程度的一種量度。
　　在離子化合物中，離子極化是陰陽離子相互的作用。每個離子同時都有二重性，既有參與外場極化其他離子的作用，又有被其他離子電場所極化的性能。離子使相鄰的異號離子發(fā)生變形的能力叫離子極化力；它的電場使其他離子變形的作用叫“極化作用”，而離子本身在外電場作用下發(fā)生變形的性能叫離子變形性，離子變形性的大小可用“離子極化率”來度量。在衡量離子極化效應大小時，離子極化力與變形性都是重要參數(shù)，它們與離子電荷、半徑及電子構型均有密切關系。
　　離子極化的強弱取決于兩個因素：一是離子的極化力，二是離子的變形性。
　　1.離子的極化力
　　離子極化力與離子的電荷、離子的半徑以及離子的電子構型等因素有關。離子的電荷越多，半徑越小，產(chǎn)生的電場強度越強，離子的極化能力越強。當離子電荷相同、半徑相近時，離子的電子構型對離子的極化力就起決定性的影響。18電子、（18+2）電子以及2電子構型的離子具有強的極化力；9-17電子構型的離子次之，8電子構型的離子極化力最弱SJpuHvpz9WkhZyXmhKtFVhFwy9xOrrCXkWa4ZWNXlho=。離子極化力的大小可以Z/r作為判據(jù)，其中Z為離子的價電荷數(shù)，r為離子半徑。
　　2.離子的變形性
　　離子的變形性主要取決于離子半徑的大小，半徑大的離子具有較大的變形性；電子構型相同的離子，陰離子一般比陽離子容易變形；當離子電荷相同，離子半徑相近時，離子的電子構型對離子變形性就產(chǎn)生決定性影響；非稀有氣體構型的離子（即外層具有9-17、18和8+2個電子的離子），其變形性比稀有氣體構型（8電子構型）大得多。離子變形性大小可用離子極化率來量度。最易變形的是體積大的陰離子和18、（18+2）電子構型的少電荷的陽離子；最不易變形的是半徑小、電荷較多的稀有氣體構型的陽離子。
　　3.離子極化的規(guī)律
　　一般來說，陽離子極化力強，變形性小；而陰離子極化力弱，變形性大。因此，當陽、陰離子相互作用時，多數(shù)情況下，陰離子對陽離子的極化作用可以忽略，而僅考慮陽離子對陰離子的極化作用，一般規(guī)律如下：
　?。?）陰離子電荷相同，陽離子的電荷越多，陰離子越容易被極化。
　?。?）陽離子的電荷相同，陽離子越大，陰離子被極化程度越小。
　?。?）陽離子的電荷相同、大小相近時，陰離子越大，越容易被極化。
　　二、離子極化對物質性質的影響
　　1.離子極化對物質鍵型的影響
　　陰陽離子結合成化合物時，如果相互間沒有極化作用，則鍵型屬于離子鍵，而相互極化的關系實際上或多或少都存在著。特別是含d電子的陽離子與半徑大或電荷高的陰離子結合時相互極化尤為重要。由于陰陽離子相互極化，使陰陽離子外層電子云相互滲透和重疊。相互極化越強，電子云重疊的程度也越多，鍵的極性也越弱，從而使核間距比未發(fā)生極化時有所縮短，即鍵長變短，由離子鍵過渡到共價鍵。
　　例如，銀的鹵化物，按F-Cl-Br-I的順序，由離子鍵過渡到共價鍵。
　　2.離子極化對物質晶型的影響
　　如果陰陽離子沒有太大的相互極化，那么離子晶體的eDRtgpPNDsyfCAIGk0Oywc8AghfU+SylGaOKKcA4kMY=空間構型與陰陽離子的配位數(shù)及半徑比存在著下面的對應關系：
　　如果陰陽離子發(fā)生了顯著的相互極化，就會使得陰陽離子的電子云發(fā)生較大程度的重疊，從而導致陰陽離子的核間