离子的电负性
- 格式：pdf
- 大小：155.43 KB
- 文档页数：7
第１７卷第２期 １ ９ ９ ８年６月 ７ 一７（
大连轻Ｉ业学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｄａｌｌａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｌｉｇｈｔ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｖｄ．１７．Ｎｏ．２ Ｊｕｎ．１ ９ ９ ８
离子 的电 负／性’
冯玉彪张粉保 ‘——————＼
（大连轻工业学院基础部．大连．１１６０３４） （营口轻工技校．营口．１１５００２）
摘要 推广Ｍｎｌｉｉｋｅｎ对元索原子电负性的经验标度于离子．提出离子 电负性的新概念．并计算出周期系中正一价离子、正二价离子和正三价 离子的电负性数值。从给出的离子电负性数值可见 它最－寻地反映了 各价离子性质的周期性变化规律，并预示了离子的某些新性质。
关键词 电离能；电子亲和能
中图分类号Ｏ ６４ 电量性 岛｝
元素原子电负性的概念．首先是由Ｐａｕｌｌｎｇ…提出来的，试图用它作为衡量化学键中原子
吸引电子能力相对大小的尺度。多年来有关电负性的概念、标度和计算方法都在不断发展，发
现了多套不同数值的电负性数据。
Ｍｕｌｌｌｋｅｎ【２ 曾建议用元素的第一电离能ｆＩ和第一电子亲和能ｙ之和来标度元素电负性
的大小。即
Ｘ＝０．１８（ｆｌ＋Ｙ） （１）
ＡＩＩｒｅｄ和Ｒｏｃｈｏｗ提出一个原子吸引电子能力与ｚ ／， 成正比的线性关系式
Ｘ＝０．３５９（Ｚ ／ｒ ）＋０．７４４ （２） 由此关系式计算，也可得到一套电负性的数据。但是．以上作者给出的电负性数值，仅仅是元
素原子的电负性值，可用来比较元素原子形成负离子或一价正离子的大小倾向。应当指出同 元素由于所处氧化态不同．吸引电子的相对能力也有所变化。Ｙｏｎｇｈｅ ｚｈａｎｇ［ 提出元素的
价态电负性概念，虽有一定的参考价值，但也没有根本解决问题。
本文考虑离子和离子相互作用时，也存在着一个争夺电子形成低一价态离子或高一价态
离子的过程，提出了不同价态的离子的电负性概念．并给出了一整套不同价态离子电负性的数
据。
１ 离子的电负性
首先考虑一价正离子Ａ 和Ｂ 相互作用时，若从一价离子Ａ 取出一个电子与一价正离
子Ｂ 结合，则有：
Ａ ＋Ｂ ＝Ａｚ ＋Ｂ
收稿日期：１９９８．０１．Ｏ７ 朱艳云工作堕位为大连轻工业学院应用化学材科工程系 维普资讯 http://www.cqvip.com 第２期 冯玉彪芒： 离子的电负性
要完成上述过程所需的能量ｚｋＥ。为：
△Ｅ【＝“２一ｙ廿 ＝“２一 【 （３ａ）
式中Ｉａ ２为Ａ原子的第二电离能； 为一价ｉｇｇ－￣Ｂ 的电子亲和能，即等于Ｂ原子的第
电离能 。。 如果从一价正离子Ｂ 取出一个电子与一价正离子Ａ 结合，则有
Ａ ＋Ｂ ：Ａ＋Ｂ 要完成此过程所需要能量△Ｅ２为
ｚｋＥ２＝ ２一 ．－ ２一Ｉａ１（３ｂ） 式中 ２为Ｂ原子的第二电离能；ｙ＾＋为一价正离子Ａ 的电子亲和能．即等于Ａ原子的第
电离能“，。
如果△Ｅｌ：ｚｋＥ ，即
“２一 ｌ：ｊ８ ２一Ｉａ ｌ
亦即 “２＋ 【＝ ２＋ 【 （４ａ）
那么由一价正离子Ａ 和Ｂ 生成Ａ 和Ｂ或Ａ和Ｂ 的倾向恰好相等，这种情况我们稚一
价正离子Ａ‘和一价正离子Ｂ 的电负性相等．即它们的吸引电子能力相同。
如果ｚｋＥｌ＞△Ｅ２，即
ｈ ２一 ｌ＞ ２一 ｌ
亦即 “２＋“ｌ＞ ２＋ｂ【 （４ｂ）
则由一价正离子Ａ 和Ｂ 生成Ａ： 和Ｂ需要的能量较生成Ａ和Ｂ 为多，即生成Ａ２ 和Ｂ
较生成Ａ和Ｂ 困难，也就是说生成Ａ和Ｂ 的倾向较生成Ａ 和Ｂ的倾向为大。这种情况
我们说一价正离子Ａ’的电负性较一价正离子Ｂ 的电负性为大．也就是一价正离子Ａ 吸引
电子能力较一价正离子Ｂ 吸引电子能力为强。因此．Ｋ（，２＋ｊ，）可以作为一价正离子电负性
的标度．Ｋ为任意常数。为了使相邻电离能平均值落在更合理范围．便于与原子电负性相比
较．取Ｋ＝０．１８，则有：
Ｘｌ：０．１８（ｊ２＋ｊ【） （５ａ）
式中ｘ 为一价正离子的电负性．其值越大表示失电子越困难．其值越小表示失电子越容易，
可作为一价正离子吸引电子能力大小的标度；，。和，２分别为对应一价正离子元素原子的第
第二电离能。
同理，对于正二价态离子的电负性ｘⅡ可表示为：
ＸＩＩ＝０ ｌ８（ｊ，＋Ｉ２） （５ｂ）
对于正三价态离子的电负性 【Ⅱ可表示为：
Ｘｍ＝０．１８（，４＋１３） （５ｅ）
依此类推，可以得到更高价态离子的电负性关系式。其中ｊ 、ｊ 分别为对应离子元素原子的
第三、第四电离能。
维普资讯 http://www.cqvip.com 大连轻Ｉ业学院学报 第１７卷
２结果与讨论
２．１正一价态离子的电负性
由式（ｓａ）计算得到一套正一价态离子的电负性值．列于表１。计算表１正一价态离子电
负性值所用第一和第二电离能值取自文献［４］。 从表１可见，在同一周期中，第一主族碱金属正一价离子的电负最大，表明同一周期中碱
金属正一价离子失掉一个电子变成正二价离子的可能性最小，即它们的正一价离子最稳定；而 第二主族碱土金属元素正一价离子的电负性最小，表明碱土金属正一价离子最容易失掉一个
电子变成正二价离子，即它们的正二价离子最稳定。这和周期系中第一主族表现为典型正一
价．第二主族表现为典型正二价规律是一致的。
表１正一价离子的电负性
Ｈ’ Ｈｅ ¨２２ Ｉ Ａ 口Ａ ⅢＡ Ⅳ＾ Ｖ＾ ⅥＡ ⅦＡ Ｕ Ｂ’ Ｃ’ Ｎ ０ Ｆ №’ Ｉ４ ５９ ４ ９６ ６ ０２ ６ ４２ ９．９４ ８．９７ ９ ４６ １Ｉ ２５ Ｍｇ ＡＪ ＳＪ Ｐ’ Ｓ ｃ【’ Ａｔ ４ ０８ ４ ４７ ４ ｌ ５ ６ ０６ ６ ６２ ７．８Ｉ ⅢＢ ⅣＢ ＶＢ ⅥＢ ⅦＢ ⅦＢ ＩＢ 口Ｂ Ｋ Ｃａ ｓｃ Ｃ Ｍｎ Ｃｏ Ｎｉ’ Ｃ ２口 Ｇ－’ Ｇｅ Ａｓ ＆ １ｌｒ’ Ｘｆ ６ ４７ ３．２４ ，４８ ，６７ ４．１９ ４．１５ ４ ３３ ４ ４９ ４．６４ ５．０４ ４．９２ ４ ７９ ４ ２９ ５ １２ ５ ５９ ６ ０５ ６ ９０
Ｒｂ Ｙ’ ２ｆ Ｎｈ Ｔｃ Ｒｕ’ Ｒｈ’ Ｐｄ Ａ Ｃｄ Ｓ口 ｓｂ Ｔｅ ｌ Ｘ ５ ６６ ３ ３５ ，．Ｓ９ ３ Ｂ２ ４．０６ ４ ３４ ４．６０ ５ ００ ５．２３ ４．６６ ，９６ ４ ５３ ４ ９７ ５ ３２ ６ ００
’ １ｈ’ 【Ｊ Ｈｆ． Ｔａ’ Ｗ Ｒｅ’ ０ ｌ＿． Ｐｔ Ａｕ Ｈ叠’ Ｔｌ Ｐｏ Ａｔ Ｒｎ ５ ２２ ２ ７４ ２．９９ ３ ８８ ４．３０ ４．６８ ３ ９８ ４ ６３ ４ ７０ ４ ９６ ５，５ ５ ２５ ４ ７８ ４ ０４ ４ ３２ ５ ５４
从表１还可见．正一价离子电负性从珊Ａ族到ＶＡ族过渡中，从第四周期（长周期）开始有
个明显 小的回落．且这种回落随着周期数的增大而增大。即是ⅣＡ族Ｇｅ 、ｓｎ 、Ｐｂ 等
正一价离子的电负性比ⅢＡ族和ＶＡ族中同周期的正一价离子的电负性低一些，且这种差别
随着周期数的增大而增大。这表明ⅣＡ 族Ｇｅ 、Ｓｎ 、Ｐｂ 等正一价离子有可能失掉一个电子
变成正二价离子存在，且它们正二价离子的稳定性随着周期数增大而增大。事宴上．ⅣＡ族中
锗分族是具有金属性的元素，锗、锡、铅确实可 形成正二价阳离子Ｇ 、ｓｎ２ 、Ｐｂ２ ，而且在
锗、锡、铅中随着周期数的增大稳定价数逐渐由＋４变成为＋２．这与正一价离子电负性值表
现出来的规律性是完全一致的。
正一价离子电负性在周期系中呈现明显的周期性。如果依正一价离子电负性作为纵坐
标，依原子序数为横坐标作图，就可以得到描述正一价离子电负性周期变化的曲线，见图ｌ中
曲线Ｉ。从图１中曲线Ｉ可 清楚地看到正一价离子电负性星周期性变化。在每个周期中曲
线的最低点（低谷），位于第二主族藏土金属正一价离子Ｂｅ 、Ｍｇ 、Ｃａ 、Ｓｒ 、Ｂａ 处；从第四 维普资讯 http://www.cqvip.com 第２期 冯玉彪等： 离子的电 性
周期开始，每个周期在皿Ａ族和ＶＡ族之间，ⅣＡ族Ｇｅ 、Ｓｎ 、Ｐｂ 离子处出现第二个小低各；
至于从第四周期开始，过渡金属元素正一价离子电负性所表现出来的变化规律，有待进一步深 入研究。
２．２正二价态离子的电负性 由式（５ｂ）计算得到一套正二价态离子的电负性值，列于表２ 计算表２正二价态离子电
负性值所用第二和第三电离能也均取自文献［４］。
表２正二价离子的皂负性
ＨＰ２‘
Ｉ＾ 口Ａ ⅢＡ Ｉ Ａ 、Ａ ⅥＡ ＾ １．ｉ２ ２ Ｂ２’ ’ Ｎ２ Ｏ２’ Ｆ２’ Ｎ · ３５ ６６ ∞．９８ ｌｔ ３６ ｌ３ ０ｌ ｌ 靳 ｌ６ ２１ ｌ７．５８ ｌ８ ７ Ｎ Ｍ ‘ ＡＩ２’ Ｓｉ＂’ ’ ｃ ＾ ＋ ２ｌ ４１ １７ ｌ ８．５ｌ ８．９７ ８．９８ ｌ０ １ｌ ４２ １２．３ｌ ⅢＢ ⅣＢ 、 Ｂ ⅥＢ Ⅵｂ ｆ ⅦＢ Ｉ Ｉ Ｂ ⅡＢ Ｋ２’ ｃａ２ ｓ ’ Ｔｉ２ ’ ｃ ＋ Ｍ ‘ Ｆ ＋ Ｃ ＋ Ｎ ＋ 。ｕ２ Ｚｎ２’ Ｇ日！ Ｃ，ｄ ２ ｓ ＋ Ｂ ＋ Ｋ · ｌ ３ ９２ １１ ３０ ６ ７６ ７．３９ ７ ９ｌ Ｂ ５４ Ｂ ＢＢ ８ ３ ９ ｌＯ ９．６０ ｌＯ ２８ ｌＯ ３８ ９．２２ ９ ０３ ８ ４６ ９ ３６ １０ ４０ １１ ０４
矶２’ ｓ ｙ２’ ｚ ＋ Ｎ ＋ Ｍ Ｔｃ ’ Ｒｕ！ Ｒｊｌ２ Ｐ ‘ ＾ｇ２’ ｃｄ ‘ Ｓｎ２ Ｓｂ２’ Ｔ Ｘｅ２‘ ｔ １１ ９ ８３ ５ ９０ ６．５０ ０８ ７ ８０ ８ ０６ ８¨ ８ ８５ ９．４２ 【０．１４ ９ ７９ ８ ４１ ８ １２ ７ ５３ ８ ３８ ９ ３８ ９ ６０
ｃ Ｂ日：’ 】』２’ ＨＰ’ ’ Ｗ２ Ｒ ‘ ０ ’ 】 Ｐ Ａｕ２‘ ’ Ｔ Ｐ “２’ Ｐ ＋ Ａ ’ Ｒｎ２ 【０ ８２ Ｂ ４６ ５ ４４ ６ ８８ ６ ９２ ７．５３ ７ ６４ ７ ５２ ７ ７４ ８ ６【 ９【８ ９ ５３ ９帕 Ｅ ４５ ７ ６１ ８ ９９
表３正三价离子的电负性
１ Ａ ⅡＡ ⅢＡ ｌⅣ＾ｌ、Ａ ｌⅥＡ 、ⅡＡ ｌ ，’ ＋ ｃ】＋ Ｎ３· 一＋ ‘ 一 ６６ ８９ ５３ ５ｌ ２０ ２３ ２２ ４９ ２ ８２ ２６ ９７ ２８ ９０ Ｍ Ａｐ’ ＋ ｃＰ ＾ · 蛐７０ ３４ ０９ ２６ ７２ ｌ４【５ ｌ４ ６６ ｌ４ ７８ １６ ７５ 【８ ｌ０ 监Ｂ ＩＶＢ Ｉ ＶＢ ＩⅥＢ ｌⅦｂ 任Ｂ ｌ Ｂ 口Ｂ ＋ ｃ自 ’ ｓｃ ＴＰ’ Ｖ３ ｃ Ｍ ＋ ” ｃ ＋ ＮＰ＋ ，’ ¨』， Ｇ Ｇ一 Ａ ＳＯ Ｈ一＋ Ｋ ＋ １９ １９ ２ｌ ２－１ ｌ７硼 ｌ２ ４ ｌ３ ６８ ｌ４ ４１ 【５ ２８ １５弼 ｌ ５ ２６ ｌ６．！ｌ １６ ５７ １７ ８，１ １７ ０５ ¨３９ ｌ４【３ ｌ３ ２８ １４ ９９ 【６ ｌＯ
Ｒ ＋ ｓ一 Ｙ１． ｚ一 ’ Ｍ ＋ Ｔ一＋ Ｒ ’ Ｒｌ ’ Ｐｄ Ａ ｃｄ３’ ｌ ＋ ｓ ’ ｓ ＋ Ｔ一＋ Ｉ，’ Ｘｅ３’ ｌ６ ６７ １Ｓ儿 Ｉ ８２ ｌ０ ２ ｔｔ ４０ ｔ３ ２４ ｔ２ ９ ７ １３ ５２ ｌ３ ８０ ｌ４ ７５ １５ ６０ １ ４ ７＂／ Ｉ２ ８２ ｔ２ ５ｔ １ｔ’’ ｌ３ ４６
ｃｓ ，’ １ ＨＰ＋ Ｔ日３’ Ｗ３＋ １． Ｉ · Ｐ ＋ ＾ ｌ ’ ＴＰ＋ Ｐ ＋ Ｂ ‘ Ｐ０３’ Ａ ＋ Ｒ Ｉ２ ４４ ９ ９ ９６ Ｌ０ ７３ ｔｌ ３７ ｌｔ ５６ ｔｔ ９，１ ｌ２＂ Ｉ３ ｌ ４ ５１ Ｉ３ ３７ ｔ２ ７５
