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這得從氯化鈉的結構說起。
氯化鈉固體屬於離子晶體,結構如圖所示。鈉離子和氯離子以離子鍵結合,結構無限重複下去。
可見,氯化鈉固體中其實是不存在所謂的氯化鈉分子,它的結構其實是由一個個鈉離子和氯離子重複排列組成。
1、什麼是離子鍵?
離子鍵其實是陰陽離子間的靜電作用。由於鈉原子外層電子結構為2/8/1,氯原子外層電子結構為2/8/7,我們知道最外層電子為8時結構才是穩定的。因此鈉原子和氯原子結構都不穩定。
當它們相遇時,鈉原子將最外層的一個電子轉移給氯原子,變成2/8的結構,而氯原子此時則變為2/8/8,這時它們都是穩定結構了。鈉原子失去一個電子變成帶一個正電的鈉離子,氯原子得到一個電子變成帶負電的氯離子,它們之間再透過靜電吸引力結合,這就是離子鍵的行成。
2、離子鍵遇水會怎麼樣?
離子鍵的鍵能通常都很大,斷裂需要的能量很大,這就是為什麼氯化鈉等鹽類熔點都很高的原因。
但是氯化鈉為什麼極易溶於水呢?
氯化鈉溶於水的過程叫做電離,並沒有發生離子鍵的斷裂,而是發生了水合反應。由於鈉離子的庫侖力較小,因此容易被水中的氫離子取代。氫離子趨向於包裹氯離子,而氧原子趨向於包裹鈉離子。因此氯化鈉溶於水形成鈉離子和氯離子,分別被水分子包裹。
以上即是氯化鈉溶於水的過程。
生活中我們可以經常看到食鹽也就是氯化鈉溶解到了水裡不見了。這是因為氯化鈉是一種強電解質,在水中會完全電離成鈉離子和氯離子,他們周圍被大量水分子包裹著,形成水合離子。
鈉離子與氯離子之間以離子鍵相連形成氯化鈉分子,它是一種極性化合物。而水分子由氫和氧之間透過共價鍵連結,兩個氫氧共價鍵之間成V型,是一種極性分子。根據"相似相溶"原理,極性的氯化鈉可以很好溶解在極性的溶劑水中。
溶劑首先是分子或者離子吸收足夠能量擴散到水中,然後再與水分子相互作用,形成水合分子,釋放出能量。氯化鈉溶解就是分子擴散到水中,解離成離子,形成水合離子的過程。因此,水中氯化鈉是以鈉離子和氯離子形式存在。一些水溶性的有機物,是弱電解質,主要以水合分子形式存在。例如:蔗糖溶解外水中,主要是由於蔗糖分子含有大量的羥基,能夠與水的羥基之間形成氫鍵,大量的水分子透過氫鍵等作用包裹蔗糖分子而溶解,以分子形式存在。