
【機】 tight ion pair
【建】 closeness
【化】 ion pair; ion pair (in radiology)
緊密離子對(Contact Ion Pair)是物理化學中的專業術語,指溶液中陽離子和陰離子通過靜電引力直接接觸形成的配對結構,兩者之間未被溶劑分子完全隔離。該概念由化學家Saul Winstein在1952年提出,用于描述離子在低極性溶劑中的特殊存在形态。
在英文語境中,"contact ion pair"與"intimate ion pair"可互換使用,美國化學會(ACS)将其定義為"離子間距小于溶劑分子直徑的靜電結合體"。其形成需要滿足兩個條件:①溶劑介電常數低于15;②離子半徑總和小于0.5納米。這種結構會顯著影響電解質的電導率,例如在乙醚中Na⁺與Cl⁻形成的緊密離子對比自由離子的遷移率降低40%。
根據國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)技術報告,緊密離子對與溶劑分隔離子對(solvent-separated ion pair)的關鍵區别在于配位層是否共享。在核磁共振研究中,¹H NMR譜的化學位移偏移超過0.3ppm可作為其存在的實驗證據,這一檢測方法已被收錄于《物理化學實驗标準方法》教材。
該現象在有機反應機理研究中具有特殊價值,例如SN1反應中緊密離子對的生成會改變反應立體選擇性。2019年Nature Chemistry刊文證實,锂離子電池電解液中緊密離子對的形成比例直接影響電極界面膜的穩定性。
緊密離子對是指溶液中帶相反電荷的兩個離子通過靜電引力(庫侖力)直接接觸結合形成的締合體。以下是具體解析:
緊密離子對中,正負離子間無溶劑分子或其他中性分子間隔,處于直接接觸狀态。例如,符號表示為$rm X^+Y^-$,區别于松散離子對(符號為$rm X^+|Y^-$,離子間存在溶劑分子)。
在電解質溶液中,若$rm Na^+$和$rm Cl^-$直接接觸形成$rm Na^+Cl^-$,則屬于緊密離子對;若兩者間存在水分子,則可能為松散離子對或自由離子。
緊密離子對是溶液中離子直接結合的短程締合體,其結構特性對化學反應動力學和物理性質有重要影響。需注意其與松散離子對、離子氛(多個離子群作用)的區别。
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