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离子键与离子晶体

イオン結合とイオン結晶

I 物質の構成／イオン結合

一句话结论

离子键是阳离子与阴离子之间的静电力（库仑力）。离子晶体熔点高、硬而脆、固体不导电但熔融或溶解后导电 —— 都源于「带电粒子被固定住」。

食盐固体不导电，可是把它熔化了、或者溶到水里，立刻就导电。同一堆东西，只是换了状态，导电性却翻转 —— 说明里面的带电粒子本来就在，只是动不了。这一句话能解释离子晶体几乎全部的性质。

为什么是这样

钠原子放出 1 个电子成为 Na⁺，氯原子接受那个电子成为 Cl⁻。两者电性相反，于是互相吸引 —— 这个由静电力产生的结合就是离子键。所以离子键一般出现在阳性强的金属元素与阴性强的非金属元素之间。

静电力没有方向性，一个离子会把周围所有异号离子都吸过来。结果不是形成一个个独立的「分子」，而是阳离子与阴离子交替排列、无限延伸的晶体。食盐里找不到「一个 NaCl 分子」—— 这就是为什么离子化合物用组成式而不是分子式表示。

库仑力的大小与离子电荷的乘积成正比、与距离的平方成反比。所以电荷数越大、离子半径越小，键越强，熔点越高。MgO（都是 2 价）熔点 2826 ℃，而 NaCl（都是 1 价）只有 801 ℃；卤化钾里熔点按 KCl > KBr > KI 递减，因为阴离子半径依次变大。

F = k q 1 q 2 r 2

适用条件

离子晶体的四条性质可以全部从「静电力强」和「带电粒子被固定」推出来，不必分开记。熔点・沸点高：拆开强静电力需要大量能量。硬但脆：晶体本身硬，可是一旦受外力让离子层错开一点，同号离子就正对上了，排斥力立刻把晶体沿那个面掰开 —— 所以是「硬而脆」，不是「硬而韧」。

固体不导电，熔融后导电：导电需要可移动的带电粒子。固体里离子被锁在格点上，动不了；熔化后离子能自由移动，就导电了。多数可溶于水：溶解时分成阳离子与阴离子，所以水溶液也导电 —— 这种在水中电离的物质叫电解质；蔗糖、乙醇那样以分子形式溶解、不导电的叫非电解质。

也有难溶的离子晶体，正好用来做检验。往含 Cl⁻ 的水溶液里加硝酸银，生成 AgCl 白色沉淀 —— 这是检出氯离子的标准手段。往含 Ca²⁺ 的溶液里加碳酸钠，生成 CaCO₃ 白色沉淀。

Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl

适用条件

比较熔点是最常见的题型。同时看电荷数与离子半径，先看电荷数 —— 电荷数的影响通常更大，因为它进的是乘积而不是平方的分母。

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