电中性原理英文解释翻译、电中性原理的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【机】 electronegative prtential; electroneutrqlity principle
分词翻译:
中性的英语翻译:
【医】 neutrality; neutro-
原理的英语翻译:
elements; philosophy; principium; principle; theory
【化】 principle
【医】 mechanism; principle; rationale
【经】 ground work; principle
专业解析
电中性原理(Principle of Electrical Neutrality)是化学和物理学中的基本概念,指在宏观尺度上,物质或系统所带的正电荷总量与负电荷总量相等,使得整体对外不显电性。这一原理在理解原子结构、离子化合物、电解质溶液等众多领域至关重要。
一、核心定义与内涵
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术语对照
- 中文:电中性原理 / 电中性规则
- 英文:Principle of Electrical Neutrality / Electroneutrality Principle
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基本原理
任何稳定的孤立系统(如原子、分子、晶体或溶液)必须满足总净电荷为零。例如:
- 原子层面:质子数(+Ze)等于核外电子数(-Ze)。
- 离子化合物:Na⁺与Cl⁻以1:1比例结合形成NaCl,正负电荷平衡。
- 电解质溶液:溶液中所有阳离子电荷总量等于阴离子电荷总量,即 $sum c_i z_i = 0$($c_i$为离子浓度,$z_i$为电荷数)。
二、微观机制与实例分析
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原子与分子的电中性
原子通过电子云分布维持电荷平衡。以水分子(H₂O)为例,氧原子吸引电子能力较强,虽存在极性共价键,但分子整体仍呈电中性。
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离子晶体的电荷补偿
在晶体结构中,离子通过空间排列实现电荷中和。如氯化铯(CsCl)晶体中,每个Cs⁺被8个Cl⁻包围,反之亦然,确保晶格整体电中性。
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生物电化学应用
细胞膜两侧的离子浓度梯度(如Na⁺/K⁺泵)虽产生电势差,但细胞内液与外液的总电荷仍保持动态平衡,这是神经信号传导的基础。
三、违反电中性的后果
若系统偏离电中性(如摩擦起电离子体),将产生静电场或电流,直至建立新的平衡。例如:
- 闪电是云层电荷分离后瞬间恢复电中性的自然现象;
- 锂电池充放电本质是锂离子在电极间迁移,破坏并重建电中性状态。
参考来源
- Atkins, P. Physical Chemistry, Oxford University Press.
- West, A. R. Solid State Chemistry and its Applications, Wiley.
- Hille, B. Ion Channels of Excitable Membranes, Sinauer Associates.
网络扩展解释
电中性原理是指一个系统或物质中正电荷与负电荷的总量相等,使整体不显电性的基本规律。以下是不同领域中的具体解释:
一、化学中的电中性原理(溶液电荷守恒)
在电解质溶液中,所有阳离子所带的正电荷总数等于阴离子的负电荷总数。例如:
- 硫酸钾和硫酸铝混合溶液:满足 $$c(text{K}^+) + 3c(text{Al}^{3+}) + c(text{H}^+) = 2c(text{SO}_4^{2-}) + c(text{OH}^-)$$(氢离子和氢氧根浓度通常较小,可忽略)。
- 硫酸钠溶液:钠离子与氢离子的浓度之和等于硫酸根与氢氧根浓度的两倍之和,即 $$c(text{Na}^+) + c(text{H}^+) = 2c(text{SO}_4^{2-}) + c(text{OH}^-)$$。
二、原子层面的电中性
原子中质子数(正电荷)等于核外电子数(负电荷),因此原子整体呈电中性。若失去或获得电子,则会形成离子。
三、物理学中的一般定义
物体或系统中正负电荷数量相等时,总电荷为零,表现为电中性。例如:
- 未与外界电荷交换的金属导体;
- 常态下的溶液因正负离子平衡而不显电性。
四、实际意义
该原理是理解电荷守恒、化学反应平衡及电路设计的基础。若电荷平衡被打破(如电离、摩擦起电),系统会表现出电场或电流现象。
如需进一步了解具体应用场景或公式推导,可参考化学教材或电荷守恒相关文献。
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