氫離子為什麼是陽離子?
第一層最外層電子數為2才是穩定結構,氫離子最外層電子數是1,要想達到穩定結構不是應該得到一個電子嗎?為什麼是陽離子呢?
對於一個分子軌道的電子配置來說,最穩定的狀態是「全滿」或者「全空」,其次是「半滿」。以題主已有的知識,也不能認為「全空」不如「全滿」穩定。
如果一定要給個理性的解釋,那麼氫原子核帶1個正電,對電子的「吸引」比較弱,特別是和其他元素相比,更傾向於把電子「送給」那些對電子「吸引」能力較強的元素。
如果要稍微認真一點的話,那麼很遺憾,氫元素其實很難形成離子。水裡面的H+是簡寫,實際是H3O+,H遇到非金屬元素還是更傾向於形成共價鍵,實際上是1s^2的配置。
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目前最高票的答案有幾個小瑕疵:
1)「氫原子核只有一個質子,不僅核電荷數小,而且個頭也小。」
「核電荷數小」和「個頭小」對於電子的束縛能力來說起的是相反的作用,用「不僅而且」做連詞邏輯上不太對,可能會造成誤解。
2)「隨著原子核核電荷數增加,原子核對電子的束縛能力也加強。」
這句話對於某一個特定軌道的電子來說是沒問題的,但是對於價電子來說是有問題的。對於1s軌道的電子,毫無疑問原子核核電荷數越多束縛能力越強,但是對於真正參與反應的最外層電子來說,要考慮到原子核的距離,「束縛能力」的變化基本是按照元素周期律的。感覺題主應該是高中生,還是說得清楚一點避免題主誤解。
3)在討論第一電離能和第一電子親和能的時候沒有給出符號或者」吸收能量「」放出能量「這樣的說明,也是怕題主誤解,所以稍微解釋一下。」第一電離能「指的是原子失去一個電子需要吸收的能量——需要吸收的能量越多,說明越不容易電離,亦即越難失去電子;」第一電子親和能「指的是原子結合一個電子放出的能量——放出的能量越多,說明越傾向於結合一個電子。當然,都是在不考慮其他因素的前提下。
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次高票答案討論的是另外的物理模型:原子和陰陽離子究竟哪個更穩定。我個人理解,題主還是困惑在化學反應中氫原子和其他」得1電子則滿「的鹵素相比為什麼那麼不喜歡得電子,而非在孤立體系里考慮原子離子的穩定性。感謝邀請,前來用較為通俗的專業語言來解釋這一問題。
氫離子一般為+1價,也存在-1價氫離子,但十分不穩定。要明確一點:H參與形成的共價鍵一般不會算作+1價的,而且,此時的氫也不是離子,故不討論。為防止誤會,特此申明。
+1價的氫離子是經典酸鹼理論的標誌物,顯哪種價態主要有三方面因素:
1)原子核對核外電子的束縛能力。氫原子核只有一個質子,不僅核電荷數小,而且個頭也小。隨著原子核核電荷數增加,原子核對電子的束縛能力也加強。在這一點上,氫完全落於下風,被人家挖牆腳似乎是必然的。當自己一個電子都不夠穩定時,兩個電子的氫陰離子就更不穩定了。
2)第一電離能的大小。氫的第一電離能不算高,1310 kJ/mol,尤其是比經常與它形成離子對的元素小很多,如N、O、F。其實也不算低,因為它比大多數非金屬元素都還高那麼一點,比如S、P、Cl、Br、I等。http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%94%B5%E7%A6%BB%E8%83%BD%E8%A1%A8
3)第一電子親和能的大小。這點就很關鍵了,其實氫原子的唯一一個電子佔據1s軌道,滿足半滿原則,由於沒有同軌道自旋方向相反的電子排斥作用,實際上能級還是比較低的。因此氫原子不太願意再獲得一個電子,這體現在氫原子第一電子親和能的低下上。相比來說,剛才那些比氫原子第一電離能低的同學們,它們的第一電子親和能就十分可觀了。鹵族全面突破300kJ/mol,氧族也都在130-150kJ/mol,請氫只有區區72kJ/mol。
氫72.77鋰59.62硼26.99碳121.78氧141.004氟328.165鈉52.87鋁41.86硅134.07磷72.03硫200.410氯349鉀48.38鈣2.37鈧18(2)鈦8.4(7)釩51鉻65.2鐵14.6(3)鈷64.0鎳111.6銅119.24鎵41(3)鍺118.94砷78.5(7)硒194.97溴342.54銣46.89鍶5.02釔30鋯41鈮86(2)鉬72.3釕101.0銠110.3鈀54.24銀125.86銦39錫107.30銻101.06碲190.16碘295銫45.51鋇13.95鑭45(2)鈰92(2)銩99(2)鎦33鉭31鎢79鋨104.0銥150.9鉑205.04金222.75鉈36鉛35鉍90.92
參考上面這三點,我們不難發現,其實有很多元素的第一電離能和第一電子親和能都在氫之下,那麼氫理論上講也可以顯負價。是的,有機實驗中常用的強還原性鹼 NaH、NaBH4、LiAlH4 就是很好的例子。同樣是由於-1價氫離子的不穩定性,這些東西極易自然爆炸!不能在質子溶劑中使用,某些極性溶劑也不行。
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謝謝@李楊 提出質疑,參考化學入門第一本專業書:普通化學原理。這三條陳述是用來比較與H形成離子型化合物的元素和氫之間的得失電子傾向。
我來分條解釋你的疑問:
1、隨著原子核核電荷數增加,原子核對電子的束縛能力也加強。——這是對Pauling原子軌道理論的忠實複述。是根據有效核電荷數得出的結論。這只是一個方面,作為一點論據來證明,氫原子的唯一一個電子不夠穩定,容易失去。而且,我沒有僅從這一點就說Na的比氫的穩定。後面有說,鹼金屬、鹼土金屬會與氫形成H-的離子化合物。
2、電子親和能越大,傾向於形成負離子的可能性越大,H的電子親和能低下,證明其不易形成負離子,這點想來你是想錯了。電子親和能與離子的穩定性關係不大,這與溶劑、形成的離子對等等有很重要的關係。
3、我一直沒有說過H-離子比H穩定,因為這個比較是毫無意義的,單純的物理化學理論在孤立的體系中適用,但是,在H存在的多種溶劑體系中H-確實是十分不穩定,就算是乾燥的NaH遇到一點點水汽就會自燃。
首先除了加速器中你是看不到『純正』的H+的。。。所以你可以理解為根本沒有你想像中的『氫正離子』
然後水溶液中的那是水合氫離子,就是組成成分為H+和H2O的一大坨,一個比較接近的描述是,那是分子離子!!!
所以,分子的歸分子,離子的歸離子,大家散了吧
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不光要考慮到H+的電離能和H-的親和能,還有一條更重要的,它們在水中!!!
這就意味著,我們算能量的時候還要考慮到H+和H-的水和能,很明顯,作為一個裸質子的H+的水和能是異常之大的,所以在酸的水化過程中產生的一定是H+
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那幫酸根就沒幾個善茬,你從他們手裡搶電子。。。然後扔水裡咕嚕冒泡變出這奇葩 H--O--O--SO3?題主問的應該是氫正離子,也就是質子,電子數為0,而不是1
謝謝各位的回答 我都手動點贊了 在做化學題呢 突然就想查一下 嘻嘻
現在我來總結一下
氫離子價態有正有負
但是由於氫離子本身只含有一個質子對電子的束縛能力小 故容易失去核外的電子所以一般顯正價
所以氫陽離子才比較活潑呀,需要和一些陰離子形成離子鍵呀,這樣價鍵軌道的能量才穩定,同很多陽離子一樣,自由的陽離子的反應活性肯定比形成離子化合物後的反應活性要高的多~另一個角度,氫陰離子相對更難形成,因此氫陰離子比陽離子反應活性更高
大家沒發現題目本身有問題么,答的還那麼起勁
氫離子分兩種,正離子和負離子。
正離子是氫原子核,不帶電子。負離子帶兩個電子。所以在說明的時候要說明是正氫離子還是負氫離子。推薦閱讀:
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