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离子偶极力基本信息

2022.5.17

库仑力即静电吸引力,它包括离子离子力和离子偶极力。电荷分布不对称的电中性分子具有永久偶极矩μ。对于这种偶极分子,如果用q表示电量相等的两个相反电荷,而用d表示它们分开的距离,则偶极矩μ=qd。当将这种偶极置于某种离子所产生的电场中时,偶极本身会发生定向,吸引端(此端的电荷与离子电荷相反)将向着离子,而排斥端将背着离子。这种离子与偶极间相互作用的势能如图1所示:

图1 离子偶极力作用势能

图1 离子偶极力作用势能

Z为离子的电荷,r为由离子至偶极中心的距离,α为偶极相对于离子与偶极中心连线r的夹角。若α=0,则cosα=1。这时离子和被分开的偶极电荷都在同一直线上 ,并以此方式使偶极处于与离子紧紧相邻的状态。

离子偶极力对于离子化合物在极性溶剂中形成的溶液具有重要意义,在此溶液中存在着诸如Na(OH2)m+和Cl(H2O)n-一类的溶剂化质点(NaCl在H2O中形成的溶液)。有些金属离子其溶剂化质点可能十分稳定,因而可视为独立的质点,例如[Co(NH3)6]3+。

只有具有永久偶极矩的分子才能称为偶极分子。除己烷、环己烷和苯等少数几种烃类以及二硫化碳、四氯化碳和四氯乙烯等一些对称性的化合物外,所有常用的有机溶剂都具有永久偶极矩。


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