
【机】 tight ion pair
【建】 closeness
【化】 ion pair; ion pair (in radiology)
紧密离子对(Contact Ion Pair)是物理化学中的专业术语,指溶液中阳离子和阴离子通过静电引力直接接触形成的配对结构,两者之间未被溶剂分子完全隔离。该概念由化学家Saul Winstein在1952年提出,用于描述离子在低极性溶剂中的特殊存在形态。
在英文语境中,"contact ion pair"与"intimate ion pair"可互换使用,美国化学会(ACS)将其定义为"离子间距小于溶剂分子直径的静电结合体"。其形成需要满足两个条件:①溶剂介电常数低于15;②离子半径总和小于0.5纳米。这种结构会显著影响电解质的电导率,例如在乙醚中Na⁺与Cl⁻形成的紧密离子对比自由离子的迁移率降低40%。
根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)技术报告,紧密离子对与溶剂分隔离子对(solvent-separated ion pair)的关键区别在于配位层是否共享。在核磁共振研究中,¹H NMR谱的化学位移偏移超过0.3ppm可作为其存在的实验证据,这一检测方法已被收录于《物理化学实验标准方法》教材。
该现象在有机反应机理研究中具有特殊价值,例如SN1反应中紧密离子对的生成会改变反应立体选择性。2019年Nature Chemistry刊文证实,锂离子电池电解液中紧密离子对的形成比例直接影响电极界面膜的稳定性。
紧密离子对是指溶液中带相反电荷的两个离子通过静电引力(库仑力)直接接触结合形成的缔合体。以下是具体解析:
紧密离子对中,正负离子间无溶剂分子或其他中性分子间隔,处于直接接触状态。例如,符号表示为$rm X^+Y^-$,区别于松散离子对(符号为$rm X^+|Y^-$,离子间存在溶剂分子)。
在电解质溶液中,若$rm Na^+$和$rm Cl^-$直接接触形成$rm Na^+Cl^-$,则属于紧密离子对;若两者间存在水分子,则可能为松散离子对或自由离子。
紧密离子对是溶液中离子直接结合的短程缔合体,其结构特性对化学反应动力学和物理性质有重要影响。需注意其与松散离子对、离子氛(多个离子群作用)的区别。
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