3.5: 离子化合物：分子式和术语

由容易失去电子的原子组成的元素（一种金属）可以与由容易获得电子的原子组成的元素（一种非金属）发生反应，从而通过完全的电子转移产生离子。通过这种转移形成的化合物通过带相反电荷的离子之间的静电引力（离子键）得以稳定。

非金属元素通常从周期表的最右边移动到左侧，从而形成电子，阴离子的电子数量与周期表中下一个稀有气体的原子数量相同，并且负电荷等于稀有气体向左移动的基团数。也就是说，第17族的原子获得一个电子并形成一个1减负的阴离子。收费;第16组的原子获得两个电子并形成2负的离子。充电等等。例如，具有8个质子和8个电子的中性氧原子很容易获得两个电子。这将产生一个具有8个质子，10个电子和一个2负的阴离子。电荷，并表示为O ^2＆减去; 。阴离子O ^2＆减去具有与下一个稀有气体相同的电子数。氖。阴离子的名称是非金属元素的名称，其末端被后缀-ide代替，因此O ^2＆minus; 称为氧化物。

过渡金属和某些其他金属通常表现出可变电荷，这些电荷通过表中的位置无法预测。例如，铜可以形成带1+或2+电荷的离子，铁可以形成带2+或3+电荷的离子。

在每种离子化合物中，阳离子的正电荷总数等于阴离子的负电荷总数。因此，即使离子化合物包含正离子和负离子，它们也是电中性的。离子化合物的分子式必须具有一定的离子比例，以使正电荷和负电荷的数量相等。

例如，如果化合物以Al ^{3 +} 和O ^2＆负; 的形式包含铝和氧，则该化合物的分子式为Al < sub> 2 O ₃ 。两个铝离子，每个离子带3+的电荷，会给我们六个正电荷；三个氧化离子，每个离子带负电荷的2+；会给我们六个负电荷。因此，该化合物将是电中性的，带有相同数量的正电荷和负电荷。

许多离子化合物包含多原子离子作为阳离子，阴离子或两者兼有。多原子离子是一组键合的原子，它们充当离散单元，带有总电荷。与简单的离子化合物一样，这些化合物也必须是电中性的，因此可以通过将多原子离子视为离散单元来预测其分子式。公式中使用圆括号来表示表现为一个单元的多原子离子。例如，我们骨骼中的一种矿物质磷酸钙的公式为Ca ₃ （PO ₄ ） ₂ 。该化合物包含多原子离子PO ₄ ^3＆s ，由一个磷原子和四个氧原子组成，总电荷为3＆-。此公式表明，每两个PO ₄ ^3＆minus; 组（总共六个负电荷）存在三个Ca ^{2 +} 离子（总共六个正电荷）收费）。该化合物是电中性的，其分子式总共显示为三个Ca，两个P和八个O原子。

离子化合物用分子式表示，表示其组成离子的相对数。对于仅包含单原子离子的化合物（例如NaCl）和对于许多包含多原子离子的化合物（例如CaSO ₄ ），这些公式只是经验公式。但是，某些含有多原子离子的离子化合物的公式不是经验公式。例如，离子性化合物草酸钠由Na ⁺ 和C ₂ O ₄ ^{2＆min ;;} 离子组合而成比例为2：1，其公式写为Na ₂ C ₂ O ₄ 。

离子化合物的命名法

包含单原子离子的二元化合物的名称由阳离子的名称（金属的名称）后跟阴离子的名称（其结尾用后缀-ide替换的非金属元素的名称）组成。例如，Na ₂ O的名称是氧化钠。

含有多原子离子的化合物也与仅含有单原子离子的化合物相似地命名，即首先命名阳离子，然后命名阴离子。例如，CaSO ₄ 的名称是硫酸钙。

大多数过渡金属和某些主族金属可以形成两个或更多个带不同电荷的阳离子。这些金属与非金属的化合物的命名方法与二元化合物的命名方法相同，不同之处在于金属离子的电荷由金属名称后的括号中的罗马数字指定。

金属离子的电荷由化合物的式和阴离子的电荷确定。例如，在铁和氯的二元离子化合物中，铁通常显示2+或3+的电荷，并且两个相应的化合物分子式为FeCl ₂ 和FeCl _{3 。在这种情况下，金属离子的电荷作为罗马数字包括在金属名称之后的括号中。因此，这两种化合物分别称为氯化铁（II）和氯化铁（III）。}

含有水分子作为其晶体组成部分的离子化合物称为水合物。离子水合物的名称是通过在无水（表示“未水合”）化合物的名称上添加一个术语来表示的，该术语指示与该化合物的每个分子式单元关联的水分子的数量。添加的单词以表示水分子数量的希腊语前缀开头，并以“水合物”结尾。例如，无水化合物硫酸铜（II）也以含有五个水分子的水合物形式存在，被称为五水合硫酸铜（II）（五碳= 5）。苏打水是含有十个水分子的碳酸钠水合物的统称。系统名称是十水碳酸钠（deca = 10）。

通过添加垂直居中的点，代表水分子数的系数和水的公式来写出离子水合物的公式。例如，硫酸铜（II）五水合物被写为CuSO ₄ ∙5H ₂ O。

本文改编自 Openstax 化学2e，第2.6节：分子和离子化合物和Openstax，化学2e，第2.7节：化学命名法。

离子化合物会在带正电的金属离子或阳离 子与带负电的非金属离子或阴离 子之间形成离子键。将这些化合物透过化学式来表示。以氟化钙来说，首先，分辨出各个元素的离子 及其各自的离子电荷。首先为阳离子，然后是阴离子。透过元素週期表中的族数可 以确认离子电荷。第2族的钙有两个离子 电荷故形成阳离子，相反地，第17族的氟离子电荷为 1-因此形成正离子。接着，透过十字交叉法来平衡 公式中的总电荷。阳离子的下标与阴离子在数值上相互匹配，反之亦然，从而形成电荷中性化学式。所有的离子化合物均按照称 为化学命名法的系统来命名。化学式有助于订定化 合物的名称。二元离子化合物的命名方式为将金属阳离子放在前面，若金属可以不同的阳离子状态存在，其金属电荷便以罗 马数字用括弧标示。字尾带有"ide"的阴离子则在 最后。以接下来的三个分子来说。阳离子是钠或铁。阴离子为碘化物或溴化物。由于钠仅会形成一种阳离子，因此不需要加上带括号的罗马数字标示。而铜会形成两种阳离子，其以带括号的罗马数字表示。名称分别为碘化钠，溴化亚铁（II）和溴化铁（III）多原子离子化合物遵循相同的命名规则，但使用了多原子阴离子名称来取 代字尾"ide"含氧的阴离子团或含氧阴离子 基于其氧原子数来命名。举例来说，在溴的钠和含氧阴离子之 间形成多种多原子离子化合物。元素中最常见的含氧阴离子是透过将元 素的基本名称与字尾'ate'结合来命名的。当失去一个氧原子时，将字尾变成 ite"而获得一个氧原子 时则加上字首"per-最后，比以"ite"结尾的含氧阴离子少 一个氧原子的含氧阴离子则会加上字首"hypo-因此，离子化合物分别为过溴酸钠、溴酸钠、亚溴酸钠和次溴酸钠。水合离子化合物或水合物（如CaCl_22H_2O）包含了化学结合的水分子。先命名其离子部分。水分子的数量使用希腊数字字 首加上字尾"水合物"表示。CaCl_22H_2O的化学名称为二水氯化钙。

Calcium chloride – An ionic compound made by the transfer of electrons from calcium to chlorine. Neutral formula – CaCl₂ has one Ca²⁺ and two Cl⁻ ions, balancing charges for overall neutrality. Binary salt – Named by combining calcium and chlorine, changing the anion name to chloride. Monatomic ions – Calcium loses 2 electrons to form Ca²⁺; chlorine gains 1 to become Cl⁻. Electrostatic attraction – CaCl₂ is held together by ionic bonds between oppositely charged ions..

Define Ionic Bonds – Explain how electron transfer forms ionic bonds between metals and nonmetals (e.g., NaCl) Describe Ion Formation – Identify how atoms gain/lose electrons to form ions with specific charges (e.g., O²⁻) Apply Naming Rules – Use rules to name compounds with monatomic or polyatomic ions (e.g., FeCl₃) Explain Mechanism or Process – Understand how ion ratios ensure electrical neutrality in ionic compounds Apply in Context – Interpret formulas and names for hydrates and determine water content in crystalline salts

What is calcium chloride and how is it formed? Why is calcium chloride considered an ionic compound? How does CaCl₂ achieve a neutral charge in its formula?

Students – Learn effective strategies for studying and memorizing complex lists Educators – Teach memory techniques with concrete and engaging examples Researchers – Explore cognitive tools used in learning and memory enhancement Science Enthusiasts – Discover fun, structured ways to remember scientific facts