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【種花家務(wù)·化學(xué)】2-4-03離子的性質(zhì)——『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』

2023-02-04 08:47 作者:山嵓 0人讀過 | 我要投稿

【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當于如今的初高中水平，其最大特點就是可用于“自學(xué)”。當然由于本書是大半個世紀前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來自學(xué)。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實的學(xué)酥重新自修以查漏補缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的備注。

【山話嵓語】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因為6677版保留了很多古早知識，讓我終于搞明白了和老工程師交流時遇到的奇特專業(yè)術(shù)語和計算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險極小，即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認為6677版不失為一套不錯的自學(xué)教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。

第四章電離學(xué)說?

§4-3離子的性質(zhì)

【01】如前所述，電解質(zhì)的分子在一定條件下能夠電離成帶電荷的離子，離子就是帶正電荷或負電荷的原子（或原子團）。離子和原子的結(jié)構(gòu)不同：在電中性的原子里，原子核外電子總數(shù)和原子核所帶的正電荷數(shù)在數(shù)值上是相等的（§3-3）【山注||? 化2-3-03，傳送門CV21542662】；但在帶電的陰離子或陽離子里，原子核外電子總數(shù)和原子核所帶的正電荷數(shù)卻不相等。在陰離子里，原子核外的電子總數(shù)比原子核所帶的正電荷數(shù)為多；在陽離子里，原子核外的電子總數(shù)比原子核所帶的正電荷數(shù)為少。

【山語||? 離子是原子失去或得到電子后，形成了帶電荷的微粒。失去最外層電子后，質(zhì)子數(shù)比電子數(shù)多，形成了帶正電的陽離子，失去幾個電子，就帶幾個正電荷。得到電子后，質(zhì)子數(shù)比電子數(shù)少，形成帶負電的陰離子，得到幾個電子，就帶幾個單位的負電荷。離子也是構(gòu)成物質(zhì)的粒子，離子構(gòu)成物質(zhì)時，必須是陽離子和陰離子相互作用在一起構(gòu)成物質(zhì)。】

【02】離子和相應(yīng)原子在結(jié)構(gòu)上的這種差別，使得離子和相應(yīng)原子（或者由原子組成的分子）的性質(zhì)完全不同。例如在氯化鈉 $NaCl$ 的水溶液里，存在著 $Na%5E%2B$ 離子和 $Cl%5E-$ 離子。當我們比較氯化鈉溶液和由鈉原子組成的金屬鈉、由氯分子（它是由兩個氯原子構(gòu)成的）組成的單質(zhì)氯氣的性質(zhì)時：立刻就能看到它們在很多方面都是不相同的。

【03】首先我們看到氯化鈉的水溶液是完全沒有顏色的，這說明氯化鈉溶液里的 $Na%5E%2B$ 離子和 $Cl%5E-$ 離子都是無色的。但是，由鈉原子組成的金屬鈉是銀白色的，由氯分子組成的單質(zhì)氯氣又是黃綠色的。

【04】金屬鈉是一種非?；顫姷慕饘伲軇×业匕l(fā)生反應(yīng)，放出氫氣。反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

$2Na%2B2H_2O%3D2NaOH%2BH_2%E2%86%91$

【05】但是 $Na%5E%2B$ 離子并不能發(fā)生這樣的反應(yīng)。當氯化鈉（食鹽）溶解于水時，雖然溶液里存在有許多 $Na%5E%2B$ 離子，但完全不會有氫氣放出。

【06】氯氣也能緩慢地跟水發(fā)生反應(yīng)，放出氧氣：

$2Cl_2%2B2H_2O%3D4HCl%2BO_2%E2%86%91$

【07】但是，氯化鈉溶液里的 $Cl%5E-$ 離子，不論經(jīng)過多少時候，都不會跟水反應(yīng)放出氧氣。

【08】另外，我們知道，氯氣還是一種有毒的氣體，但是，氯化鈉卻是人體所必須的，我們每天都要食用相當數(shù)量的食鹽，這說明 $Cl%5E-$ 離子是沒有毒性的。

【09】有些離子呈現(xiàn)出和它化合物完全不同的顏色。例如無水的硫酸銅 $CuSO_4$ 是白色的，但硫酸銅的水溶液是藍色的，這藍色是銅離子 $Cu%5E%7B%2B%2B%7D$ 的顏色【正確地說，這藍色是水合銅離子的顏色】；又如無水的氯化亞鈷 $CoCl_2$ 是藍色的，但氯化亞鈷的水溶液是紅色的，這紅色是亞鈷離子 $Co%5E%7B%2B%2B%7D$ 的顏色【正確地說，這紅色是水合亞鈷離子的顏色】。

【10】比較各種電解質(zhì)溶液的顏色，可以確定某些離子的顏色。例如，氯化鈉的溶液（其中含有 $Na%5E%2B$ 離子和 $Cl%5E-$ 離子）和硫酸鉀的溶液（其中含有 $K%5E%2B$ 離子和 $SO_4%5E%7B--%7D$ 離子）都是無色的，這說明 $Na%5E%2B$ 離子、 $K%5E%2B$ 離子、 $Cl%5E-$ 離子和 $SO_4%5E%7B--%7D$ 離子都是無色的。

【11】硫酸銅的溶液（其中含有 $Cu%5E%7B%2B%2B%7D$ 離子和 $SO_4%5E%7B--%7D$ 離子）是藍色的，既然 $SO_4%5E%7B--%7D$ 離子已知是無色的，顯然這藍色一定是 $Cu%5E%7B%2B%2B%7D$ 離子的顏色。鉻酸鉀的溶液（其中含有 $K%5E%2B$ 離子和 $CrO_4%5E%7B--%7D$ 離子）是黃色的，既然 $K%5E%2B$ 離子已知是無色的，顯然這黃色一定是 $CrO_4%5E%7B--%7D$ 離子的顏色。同樣，我們可以從高錳酸鉀 $KMnO_4$ 溶液呈紫紅色，氯化鐵 $FeCl_3$ 溶液呈黃色，硫酸亞鎳 $NiSO_4$ 溶液呈綠色等得出 $MnO_4%5E-$ 離子是紫紅色的， $Fe%5E%7B%2B%2B%2B%7D$ 離子是黃色的， $Ni%5E%7B%2B%2B%7D$ 離子是綠色的等結(jié)論【正確地說，這些顏色都是它們水合離子的顏色】。

【12】根據(jù)電解質(zhì)溶液的顏色，還可以粗略地判斷溶液里可能存在（或不可能存在）某些離子。例如在藍色的溶液里，可能存在有 $Cu%5E%7B%2B%2B%7D$ 離子；在無色的溶液里，不可能有 $Cu%5E%7B%2B%2B%7D$ 、 $Fe%5E%7B%2B%2B%2B%7D$ 、 $Ni%5E%7B%2B%2B%7D$ 、 $Co%5E%7B%2B%2B%7D$ 、 $CrO_4%5E%7B--%7D$ 、 $MnO_4%5E-$ 等有顏色的離子存在。