H2SO4电子式揭秘,化学小白也能轻松看懂!

大多数活泼金属的氯化物和一些盐类在熔融状态下能导电,这表明这些化合物中存在能够自由移动的阳离子和阴离子。这些离子通过离子键结合在一起,形成离子化合物。

离子键的形成是通过阴阳离子之间的静电引力与静电斥力的平衡来实现的。在氯化钠中,阴离子和阳离子相互吸引,同时它们的核外电子和原子核之间也存在相互排斥的力量。当这两种力量达到平衡时,就形成了稳定的离子键。这种键主要存在于活泼金属元素(如IA和IIA族元素)和活泼非金属元素(如VIA和VIIA族元素)之间。

并非所有金属与非金属元素之间的化学键都是离子键,例如AlCl3。一些非金属元素之间也可能形成离子键,如铵根离子与酸根离子之间。

有的离子化合物中只含有离子键,如MgO、NaF、MgCl2等;而有的则同时含有离子键和共价键,如NaOH等。离子晶体是由阴阳离子按一定方式规则排列形成的。在常温常压下,简单的阴阳离子形成的离子化合物大多以晶体的形式存在,如NaCl、MgO等。

离子晶体一般具有硬度和熔点较高的特性。晶格能是衡量离子晶体中阴阳离子间相互作用力大小的标准。晶格能越大,离子键越牢固,离子键所需能量越多,离子晶体越稳定。例如,离子化合物MgO的晶格能为3791kJ/mol,熔点高达2852℃,是优秀的耐高温材料。

钠的卤化物和碱金属的氯化物的熔点也受到关注。因Na和F的离子半径较小,其离子化合物的晶格能较大。常见的氯化钠型离子晶体还有KCl、CaO等。而在氯化铯晶体中,每个铯离子的周围有8个氯离子,这与氯化钠晶体有所不同,主要是因为离子半径的差异导致吸引更多的氯离子。可见,离子晶体中不同离子的配位数主要取决于阴阳离子的相对大小。

除了上述常见的离子晶体结构类型,还有氟化钙型、硫化锌型等。硫化锌的结构较为复杂,有立方硫化锌和六方硫化锌两种形式。它们的结构特点在于S原子的堆积方式和Zn原子的填充方式。

硫酸铵晶体的结构也引起了人们的兴趣。长期以来,人们认为铵盐晶体中的铵根和酸根离子是通过共价键结合的。但研究表明,铵根离子和硫酸根离子之间存在氢键。硫酸铵作为一种优良的氮肥,广泛应用于农业、工业等领域。

宏观上,硫酸铵呈白色结晶粉末状,水溶液呈酸性。它在许多化学反应中都有应用,如与碱类反应、与氯化钡溶液反应、用于蛋白纯化工艺等。硫酸铵还用于制造耐火材料、增加电镀液的导电性、作为食品酱色的催化剂等。在稀土开采方面,硫酸铵也扮演着重要角色。