【质能关系式】物质的质量m,与其能量E之间的关系式:E=mc2,式中c为真空中的光速。这是20世纪初爱因斯坦(Einstein)提出的狭义相对论的一个重要结论。由质能关系式可以看出,当物体的能量发生改变时,其质量也有相应的变化。运用这一关系可以解释原子核的质量亏损现象,认识到在原子核内蕴藏着巨大的能量,可以通过核反应加以利用。
【质量亏损】原子核的质量小于它所含各核子独自存在时的总质量,这两种质量的差额称为质量亏损。质量亏损说明,当核子集合组成原子核时要释放出结合能(即使核分解为质子和中子时所需要的能量)。它的数值越大,原子核就越稳定。
【离子】带电荷的原子或原子团。由原子、原子团或分子失去或得到电子时形成的。失去电子时形成带正电荷的阳离子(正离子),如H 、Na 、 等。离子存在于离子化合物中,也存在于溶液中(和溶剂分子相结合),还存在于气体中。离子的性质与电中性的原子、原子团、分子的性质完全不同。
【阳离子】见离子条。
【正离子】见离子条。
【阴离子】见离子条。
【负离子】见离子条。
【离子半径】又称离子有效半径,是通过实验测定的。一般认为的离子半径是:离子晶体中相邻的两个正负离子的核间距是正负离子的半径之和。若核间距为d,则d=r++r-(r+,r-分别代表正负离子的半径)。已知一个离子的半径和核间距,就可以求出另一离子的半径。原子失去电子形成的阳离子的半径比其原子半径小,如Na原子半径为 1.537×10-10米,而Na 离子半径为0.95×10-10米。原子得到电子形成的阴离子的半径比其原子半径大,如Cl原子半径为0.99×10-10米,而Cl-离子的半径为1.81×10-10米。
【离子构型】指离子的外围电子构型。是离子的重要特征。离子构型主要可分为以下几种类型:(1)惰气型,即与惰性元素原子的核外电子排布相同。其中有He型,如Li (ls2)、Be2 (is2)等;Ne型,如F-(2s22p6)、Na (2s22p6)、Mg2 (2s22p6)等;Ar型,如Cl-(3s23p6)、K (3s23p6)等。(2)18电子型,最外层为18个电子的离子,如Zn2 (3s23p63d10)、Ag (4s24p64d10)等。(3)18+2电子型,次外层为18个电子,最外层为2个电子的离子,如Sn2 (4s24p64d105s2)、Pb2 (5s25p65d106s2)等。(4)不规则型,最外层有9~17个电子的离子,如Fe3 (3s23p63d5)、Cu2 (3s23p63d9)等。
【离子的极化作用】电荷相反的离子相互接近时就有可能发生极化,即它们在相反电荷的电场的影响下电子云发生变形。离子使异号离子极化而变形的作用称为该离子的极化作用。离子极化作用的大小跟离子所带电荷的多少、离子半径大小及离子构型有关。一般离子所带电荷数越大,半径越小,外层电子的屏蔽作用越小,离子的极化作用就越大。通常阳离子的极化作用较强,因此在多数情况下应考虑阳离子对阴离子的极化作用。有的阴离子对阳离子也有显著的极化作用,而阳离子被极化后又对阴离子产生更强的极化作用。这样反复作用叫做离子的相互极化作用或附加极化作用。离子的极化对化合物的键型、溶解度、熔点、颜色及化学稳定性都有一定的影响。
【离子的变形性】离子被异号离子极化而发生电子云变形的性能称为该离子的变形性或可极化性。离子变形性的大小主要和离子半径、离子的电子构型有关。最容易变形的是半径较大的阴离子和18电子外壳或不规则电子外壳的带电荷少的阳离子,如Ag 、Hg2 等。最不容易变形的是离子半径小,带电荷多的惰气型阳离子,如Be2 、Al3 等。
【相互极化作用】见离子的极化作用条。
【化学键】在分子、原子团或晶体中,相邻的两个或多个原子之间的强烈的相互作用叫做化学键。化学键有三种基本类型:离子键、共价键(包含配位键)、金属键。化学键的强度可用键能表示,一般约在125~840千焦?摩尔-1之间。
【离子键】又称电价键,系由原子得失电子后生成的阴阳离子之间通过静电作用所形成的化学键。例如氯化钠晶体中Na 和Cl-之间就是靠离子键结合在一起的。由于离子的电荷分布是球形对称的,只要空间条件许可,就可以从不同方向同时吸引几个带相反电荷的离子。离子键的特征是既没有方向性又没有饱和性。
【电价键】见离子键条。
【离子化合物】以离子键相结合而形成的化合物。如氯化钾KCl、氧化钙CaO等。离子化合物一般以离子晶体的形式存在。
【离子型分子】当离子键存在于气态分子中,这种独立的分子称做离子型分子。例如在氯化钠蒸气中,就存在着由一个Na 和一个Cl-组成的氯化钠分子NaCl。这种情况较为少见。
【共价键】原子间通过共用电子对(电子云重叠)所形成的化学键。例如,两个氢原子共用一对电子形成氢分子H2:H:H;两个氮原子共用三对
【共价单键】原子间共用一对电子形成共价单键。例如H2分子中的共价键。
【共价双键】原子间共用两对电子形成共价双键。例如CO2分子中,碳原子和氧原子之间以共价双键结合:
【共价叁键】原子间共用三对电子形成共价叁键。例如N2分子中的共价键。
【共价化合物】元素的原子以共价键相结合而形成的化合物。例如:水
【配位键】两原子间的共用电子对是由一个原子单独提供而形成的共价键。它和一般的共价键的区别仅在于提供电子对的方式不同。在形成配位键时电子给予体具有孤对电子,而电子接受体具有空轨道。例如氨分子NH3中N原子有一对孤对电子,而氢离子H 有空轨道,它们可以通过配位键结合形成
【键长】表征价键性质的参数之一,是分子中两个成键原子的核间矩。一般键长越短,键就越强。
【键角】表征价键性质的参数之一,系分子中键和键之间的夹角。键角是决定分子几何构型的重要因素。例如在水分子H2O中,两个O—H键的键角是104°45′,这就决定了水分子的折线形结构。
【键能】表征价键性质的参数之一,在给定条件下,对气态物质断开1摩尔键,使成键原子变为气态原子时所需的能量。键能表示化学键的强度,键能越大,键越牢固,含有该键的分子越稳定。
【键矩】将极性键(见极性共价键)的正电荷重心作为正电中心,负电荷重心作为负电中心,所带电荷分别为 q和—q,两中心间的距离为d,则q和d的乘积就是键矩μ,用下式表示:
μ=qd
键矩是矢量,其方向定为从正电中心到负电中心,单位为德拜(Debye),用D表示。键的极性可用键矩来量度,μ愈大键的极性愈强。
【键级】分子轨道法中表示相邻的两个原子成键强度的一种数值。对双原子分子来说,把成键电子数与反键电子数的差值的一半,称为键级。在形成共价键时,成键轨道上的电子称为成键电子,它使体系的能量降低,有利于形成稳定的键;反键轨道上的电子称作反键电子,它使体系的能量升高,不利于形成稳定的键。可见,键级是衡量化学键相对强强的参数,键级愈大,键愈稳定,若键级为零,则不能成键。
【极性共价键】简称极性键。由于成键的两个原子的电负性不同,共用电子对必然偏向电负性较大的一方,使键具有极性,因此,这种键叫极性键。例如,在氯化氢HCl分子中,H—Cl键是极性键,共用电子对偏向氯原子。极性键极性的大小可用键矩来量度(见键矩条)。