陰離子

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陰離子

陰離子 是指中性的 原子 或者 分子 由於外界的化學作用,獲得一個或幾個 電子 ,而產生的微觀帶電粒子。

陰離子的產生

對陰離子的產生,可以通過不同的圖景來加以研究。一種是從外層電子對 原子核電場 的屏蔽(即,達成滿殼層穩定結構)的角度出發,另一種是從中性粒子在電子所產生的電場中的 極化效應 出發。前一種對理解 原子離子 的生成很有幫助,而後一種對 分子離子 的研究來講,則十分便利。

以中性分子為例,將一個電子移近分子的時候,分子在電子所產生的 電場 的作用下發生 極化 ,產生的 電偶極矩 和電子所攜帶的 電荷 相互吸引。這個 電磁相互作用勢能 和電子和分子中心的距離的四次方成反比。是非常短程的相互作用。

電子親合能

當原子 / 分子吸附一個電子形成陰離子的時候,它的能量會發生變化。穩定陰離子的形成是一種 放熱反應 ,這部分釋放的能量就稱為 電子親合能 。電子親和能越大,原子 / 分子的得電子能力越強, 非金屬性 也較強;相反,非金屬性也較弱。在元素周期表上, VII 族原子的電子親合能最大,大約 3 點幾個電子伏。而惰性氣體的電子親合能最小。

對原子來講,因為它的陰離子的結構非常簡單,通常只有一個穩定的 束縛態 ,所以它的電子親和能可以通過測量陰離子的 光致去吸附 效應 (Photodetachment) 的 閾值頻率 得到。但是對於分子離子,由於 振動能級 和 轉動能級 的存在,光致去吸附的閾值並不和電子親合能直接相關。需要特別設計的實驗才能夠測定。


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