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1、第1 6卷19 9碑第3期8月齐齐哈尔师范学院学报(自然科学版)Jo ur nalofQiqiha rT ea ehe r s,Co lleg e(NaturalS cie nee)Vol.16AugNo.319 96论共价化合物电离的本质王玉兰王忠玲(齐市铁路工程学校)(富拉尔基发电总厂职工学校)多年来,在传统的无机化学 中,人们对 电解质在水中的电离,只是认为系 电解质溶于水形成自由移动的离子的过 程,并 且,一般地按照电解质是否完全电离,将电解质分为强电解质和弱 电解质.这种理解和认识有待深 化.因为只有对不同化合物的 电离作具体的分析,才有助于对 电解质的 电离本质有个清 晰完 整 的
2、认识.为此,笔者提出见解是:共价化合物 电离的本质是:原化合物与水反应后,生成 了离子型化合物.在水中电离前是共价型反应物,在水中电离(即与水反 应)后,是离子型化合物.共价型 电解质在水中表现的是新的生成物的性质,而 不再是原来反 应物 的性质.1两种性质不同的电离离子 型化合物,如Nacl、Ke l、Csl等,共价型 化合物,如H cl、cH:C o o H,H:S等,它们都能溶于水中,不 同程 度地 电离出自由移动 的离子.但是,两者却存在 着根本 的区别:第一,从电离前两种 电解质 的键型看,一为离子 键,一为共价键,显 然,共价化合物分子的偶极矩离子化合物.第二,从电离条件看,离子型
3、电解质,电离条件有2种:一是受热熔 化态,二是溶于水.满足条件之一,离子型电解质都可以电离成自由移动的离子,而共价型 电解质,则电离条件只有溶于水一种.第三,从电离前后 物质结构 的质点变化看,离子型化合物电离前后都存在质子,只不过电离前是受束缚的,电离后 是自由移动的.而共价型电解质,电离前后则 发生 了根本性变化,即:从分子 离子例如He l溶于 水H+(aq)+C H:C O OH从上表可见,共价化合物的偶 极 矩离子型化合物的偶极矩,但 在极性水分 子极化作用下,产生 了诱导偶极,从而增大了分子的偶极 矩,结果与离子化合物分子偶极矩如NaC 14gD、NaI4.60相当,说明 共价化合
4、物溶于水形成相应的酸时,分子山共价型结构变为离子型结构,溶于水H+(aq)表1CI一(aq)CH:C 00一(aq)几种化合物的偶极矩单位:DH lNaO气态分子偶极矩诱导偶极矩总偶极矩1.073.6 50.804.1 8724.980.424.8 75.2 994.6分子中的共价键转变成离子键,这是第一步.第二 步是离子化合物 的离解.在这个过程中,共价化合物经历 了由旧化学键(共价键)断裂到 新化学键(离子键)生成的过程,这是一种本文1 99 5年6月3 0日收到.第3期王玉兰等:论共价化合物电离的本质真正的化学反应.因为从结构上判断一个化学反应 的发生与否主要看其是 否有新的 化学键不
5、包括氢键,因为氢键不属于化学键)生成.这就是共价化合物电离的本质.2上述分析的依据以上对共价化合物电离实质的分析,有实验和理论两个方面的依据.2.1实验依据离子型化合物常见的固然多为金属化合物,但非金属化合物中属 于离子型的亦大量存在除了人们熟悉的按盐类(钱离子N H才半径和钾离子半径十分相近:r。:一0 .IJ3“m,r、一0 .13 3“m )”,外,多是共价化合物的水合物(其晶体可称为固态酸) .用x一射线衍射和中子衍射对以水合质子阳离子为特征的不 同酸根为阴离子的晶体结构的准确测定,得到了H,o十、H夕才等水合质子的几何构型.表2中所列的H3o+为阳离子的离子型化合物还有Hop:o二Z
6、Hzo(即H:o:H:p:o),这些离子晶体化合物中H:o+为三解锥型,能分别和其它 水分子形 成强氢键,0一H .心,平均 键长 为2.5 7人,乙o .二o .心平均 为10 9.3 0,很接近四面体构型表2有关水合质子 的结构数据戊水合质子结构O。 O化合物说明距离(人)H10H,o+/ HH与N H3分子均型同,为三角锥型。Ho广(H:o一H一oH:+2.424田:0X(XF、a、价、I)田:o ao-田,0H So-田:o2 50;Hso户clo;H7o犷“20”“一了一“”“H之+H2,4 72.5 0H;0,价H:oH户:H夕。ZB rH,0H为中心对称中心H3o+被2个H:o和
7、一个Br按三角锥型配位H:0OH:H,0才HH / O2.51两个2.5 4H,0一aZH:o中心H:0被3个H:0按三角锥型配位在HCIZH户、Hc一3H:o、H BrZHzo、H Br3H:o、H C 10;ZH,o、Hz so4 H:o等晶体中发现水合质子Hs o才,结构式为HH / O一H一O / HH每个氧原子都呈三角锥型.在HB r4HZo,Hc lo;3H刀,HN033H zo中存在水合质子齐齐哈尔师范学院学报(自然科学版)第1 6卷H刀犷,其结构为H之分HH / O|H乙H:0H:O+H20,1 1 5.90.在HBr4H:o,H C lo二2SHZo,H clo;3SHZo中
8、存在水合质子H,o才,其结构式为H:0OH:HH / O|H以上以水合质子为阳离子 的 晶体结构测定 数据和结构表明.共价化合物在水 中电离的实质是生成 了离子型化合物.而这种离子 型化合物并非 限于“离子对缔合体”或称为“缔合离子 对”,并非是不稳定的 中间过渡态,或者是某种中间过程,而 是可以分离得到相应的离子结构的 晶体.它完全是共价型化 合物与水反应的新的生成物.2 .2理论依 据在国内近年先进的化学著作中,几乎一致认为共价型 电解质在水 中电离是与水 反应,并给出反应式HX(aq)+H20H:O+X-美FR.朗戈著的普通化学第 3 0页 明确指出:“由共价键结合的 氯化 氢与水反应后
9、生成水化质子和 氯离子,纯粹氯化 氢液体或气态 氯化氢既不是质子也不 是酸性.只有当氯化氢与水反应 后才 是酸.因此纯粹 氯化氢不能作为盐酸.”美内博盖 尔 wH谈到氯化氢“它在水溶液中能导 电和 具有酸性,因为氯化氢同水反应而在溶液中产生了水合氢离子 和 氯离子.”并 在同书P8 7图1 4一4注中又强调“氯化氢在水中的离解,氯化氢同水反 应生成水合离子(H ao十)和氯离子(c l一).”而且在叙述共价型 电解质均是“氯化氢那样以相 同方式在溶液中电离同书P88 ).”紧接 着又说:“x一射线分析曾经指 出,晶状高氯酸一水合物(HC 10二H zO)实际上是离子 型化合物,它的两个离子是H
10、户干和C lo厂.”对于高氯酸一水合物(Hc 10。H zo)戴安邦教授等编著的无机化学教程上册P21 2亦早就指出固态酸(例 如HC】 o。H zo)都具有离子结构.” 氏以上诸述清 楚表 明:共价化合物在水 中电离即是同水反应,其产物是 由H3o十或H30+又以氢键结合若干个水分子所形成的阳离子H夕才、H了o犷、H必才等为特征而 阴离子各不相同 的离子型化合物.第3期王玉兰等:论共价化合物电离的本质8 13本文观点的指导意义l )可以较好地解释氯化氢与盐酸是两种不同的化合物.即氯化氢与水反应得到了盐酸.这样,写在目前中学化学教材上的化学式Hc l,实际上是结构不同的两种物质,一是氯化氢,一
11、是盐酸H,0+c l一,为简化起见,书写水合离子时不必把水分子写上,除有特殊需要.这样盐酸Hp十c l一就简化成Hc l,与氯化氢的分子式相同.所以氯 化氢和盐酸是同一化学式表示的结构不同的两种物质,可简称为“同式异构体”(不能称为“同分异构体勺.从而,盐酸就是一种特定的化合物.显然,盐酸和盐酸溶液就成了两个概念.于是,盐酸溶液的溶质就不再是氯化氢而是盐酸.这样,盐酸也自然 符合“电解质是溶于水或受热熔化能导电 的化合物”这个电解质定义 了.从而使现行中学化学教材知识体系 自身的矛盾 得以消除.避免了长 时间由于盐酸的属概念是“混和 物”而与“电解质”定义中“化合物”相悖而造成的混乱.2 )可
12、以很好地理解中国化学 会无机化学命名原则(1980)一书的下列规定.“水溶液呈酸性的二元氢化物,除按一般二元化合物命名外,在水溶液中时,还可以视作无氧酸(也叫:氢酸,命名为氢某酸.”将二元气态氢化物的水溶液视作无氧酸,这句话指 明了气态氢化物与相应 的酸是有区别的,而其对应 的酸之所以“视作”,是因为该酸并非无 氧,只是因为氢酸在其化学反应中表现的行为似与无氧相似.按本文观点,正 因为二元氢化 物与水反应,得到了新 的生成物(酸),所以才称“视作”.可见,中国化学会无机化学命名原则中列出相同的化学式,同时给 出两类名称,是符合实验事实 的,是符合本文 所指示 的两者间的本质区别这一观点的.3
13、)可以很好地理解为什么氯化氢等共价化合物称作“潜 电解质”,而不 称 作“真正的电解质”(见美朗戈FR著普通化 学P32 0).戴安邦教授等著无机化学教程上 册P20 2早就明确指出:“酸碱盐通常都称为电解质.严格地讲,一定要由离子组合,属 于离子化合物的酸碱盐,才是真正的电解质;如果原来是共价键结合的分子,与水反应后(着重号是引者加的)而成离子的.例如氯化氢 就不是真正的电解质.不过它的水溶液,可称为电解质或电解液.”这也就验证了“真正电解质都是离子化合物.”显然共价化合物电离的实质是与水反应,生成 了新的离子型化合物,这种离子型化合物,才是真正的电解质.而未反应(电离)前的共价化合物只能称
14、作“潜电解质”.但是传统的无机化学习惯 讲法中,无视这种反应,却常常将生成物的性质“算到”反应物的头上.例如将氯化氢水合反应后的生成物盐酸,表现出的种种性质也说成是氯化氢 的性质,甚至说盐酸与碳酸钙作 用也是溶液中的氯化氢与碳酸钙作 用,这就违背了科学性,尤其严重的是写在 现行中学 化学教材上,更是十分不妥的.导致这种错误的原因就在于跨越一个反应层次去讲反 应物的性质,用生成物的性质去替换反应物的性质.4 )可以深化人们对 电离、溶解和反应三者之 间关系的认识,即对共价化合物 在水中齐齐哈尔师范学院学报(自然科学版)第1 6卷的电离,三者在一定程度上是一 回事(反应).5)可以看到Bronst
15、ed一Lowry的酸碱质子论对准确理解Ar rhensns在18 87年提 出的水一电离理论,是有指导作用的.参考文献王荣荣.酸的结构和特性.杭州:浙江教育出版社,1 98 5:2 5英斯塔克JO,华莱士HG .化学数据手册(中译本).北京:科学出版社.198 0:3 2周公度.无机化学丛书第1 1卷).无机结构化学.北京:科学出版社,19 82:3 8 8一38 9美朗戈FR.普通化学(中译本).北京:高等教育出版社,19 82:32 0美内博盖尔 wH等著.普遍 f t 学(中译本).北京:人民教育 出版社,197 8:8 6截安邦等无机化学教程(上册).北京:高等教育出版社.195 8:
16、21 2日长岛弘三等著.无机化学(中译本).北京:人民教育出版社.19 81:17 8(上接第7 1页)帐户归集所摊销的价值,然后完全摊销后,才将“低值易耗品一一在用低值易耗品”帐户转销.那么回收残值时,冲销“低值易耗品一一在用 低值易耗品”帐户有些不妥( 3)这样处理,不便于 教师讲授,学生也不容易理解.为了与一次摊销法和分期摊销法相协调,真正地体现“五五”摊销法的含 义,也便于教师讲授和学生理解.我认为 可作如 下帐务处理:(l)(2)同上处理,(3 )报废 时的帐务处理.将原价的另 5 0纬摊入成本费用借:管理费用48 0贷:低值易耗品一一低值易耗品摊销48 0回收废料借:原材料相贷:管理费用4 0将报废的在用低值易耗品价值与摊销值相对冲:借:低值易耗品一一低值易耗品摊销96 0贷:低值易耗品一一在用低值易耗品96 0(4)略.以上是我的一营之见,与同行商榷.参考
