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3.5: 离子化合物:分子式和术语
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离子化合物:分子式和术语
 
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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− 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

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