
【化】 lone-pair ionization
alone; fatherless; I; isolated; orphaned; solitary
right; answer; reply; at; check; compare; couple; mutual; opposite; versus; vs
face to face
【计】 P
【化】 dyad
【医】 Adv.; contra-; corps; ob-; p-; pair; par; para-
【经】 vs
ionization
【化】 electric dissociation; electroionization; ionization
【医】 electrolytic dissociation; ionization; ionize
孤对电离(Lone Pair Ionization)是化学中描述分子内未成键电子对(孤对电子)脱离原子形成离子的过程。该现象常见于含孤对电子的分子(如NH₃、H₂O)中,当外界能量(如电磁辐射或电场)作用时,孤对电子被激发或完全脱离,导致分子失去电子形成阳离子。
孤对电子位于原子的非键轨道中,能量较高,比成键电子更易被电离。以水分子为例,氧原子的两对孤对电子可通过光电子能谱(PES)观察到对应的电离能信号。国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)将此类电离归类为“分子轨道电离”的典型示例(来源:IUPAC术语数据库)。
孤对电离现象在质谱分析中具有重要价值。例如,氨分子(NH₃)的孤对电离产生的碎片峰可用于确定其分子结构(来源:美国化学会《分析化学》期刊)。此外,该过程在光催化反应中影响电子转移路径(来源:Nature Chemistry综述)。
分子轨道理论指出,孤对电子电离能与其所在轨道的能量直接相关。Pauling的价键理论进一步解释了孤对电子空间分布对电离概率的影响(来源:Pauling《化学键的本质》)。近年研究还发现,超快激光技术可观测到孤对电离的飞秒级动力学过程(来源:Science最新研究)。
“孤对电离”是一个涉及化学与物理学的术语,需结合“孤对电子”和“电离”两个概念来理解:
孤对电子
指原子中未参与成键的电子对,通常存在于分子中的氮(N)、氧(O)等原子中。例如,水分子(H₂O)中的氧原子有两对孤对电子。
电离
指中性原子或分子通过吸收能量(如电磁波、热能)失去或获得电子,形成带电离子的过程。根据的描述,电离在物理领域常表现为电子转移,而在化学中则与解离相关。
孤对电离的机制
当含有孤对电子的原子或分子受到外界能量(如光、热)作用时,孤对电子可能被激发或完全脱离原子,导致电离。例如,氧原子的孤对电子若获得足够能量,可能脱离形成正离子(如O⁺),同时释放电子。
应用场景
这一过程常见于光化学反应、辐射化学或等离子体研究中。例如,紫外线照射下,臭氧(O₃)中的孤对电子可能被电离,引发大气中的化学反应。
孤对电离是孤对电子因能量输入脱离原子/分子形成离子的过程,属于物理电离的一种具体形式,需结合能量传递与电子结构变化来理解。
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