
【醫】 Fajans' law
dharma; divisor; follow; law; standard
【醫】 method
【經】 law
raise; spread; winnow
family name; surname
law
【化】 law
【醫】 law
法揚氏定律(Fajans' Rules),由波蘭化學家卡齊米日·法揚斯(Kazimierz Fajans)于1923年提出,是一組用于預測離子化合物中化學鍵共價性程度的經驗規則。該定律主要基于離子電荷、離子半徑和離子電子構型等因素,判斷離子鍵向共價鍵轉變的傾向。以下是其核心内容的詳細解釋:
高電荷陽離子規則
陽離子所帶電荷越高,其極化能力越強,越容易使鄰近陰離子變形(極化),導緻鍵的共價性增加。例如,Al³⁺(高電荷)比Na⁺(低電荷)更易形成共價化合物(如AlCl₃為共價化合物,而NaCl為離子化合物)。
小陽離子規則
陽離子半徑越小,電荷密度越高,對陰離子的極化作用越強,共價性越顯著。例如,Li⁺(半徑小)形成的LiI具有較強共價性,而K⁺(半徑大)形成的KI主要為離子鍵。
大陰離子規則
陰離子半徑越大,其變形性(極化率)越高,更容易被陽離子極化,從而增強共價性。例如,I⁻(大陰離子)比F⁻(小陰離子)更易與陽離子形成共價鍵(如AgI為共價化合物,AgF為離子化合物)。
18電子構型陽離子規則
具有18電子(或非稀有氣體構型)的陽離子(如Cu⁺、Ag⁺、Zn²⁺),其極化能力高于電荷和半徑相似的8電子構型陽離子(如Na⁺、Ca²⁺),更易形成共價鍵。例如,AgCl的共價性高于NaCl。
法揚氏定律的本質是離子極化理論:當陽離子與陰離子靠近時,高電荷/小半徑的陽離子會扭曲陰離子的電子雲,使電子分布重疊,導緻鍵的性質從離子鍵向共價鍵過渡。極化程度越高,化合物在水中的溶解度、熔沸點等性質越偏離典型離子化合物(如AgCl難溶于水,而NaCl易溶)。
共價性預測:
物質性質解釋:
化合物如HgI₂(碘化汞)因強極化作用呈現共價性,導緻其熔點低(259℃)且顔色鮮豔(紅色),而典型離子化合物如CaF₂熔點為1402℃。
中文術語 | 英文術語 |
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法揚氏定律 | Fajans' Rules |
離子極化 | Ionic Polarization |
共價性 | Covalency |
陽離子電荷 | Cation Charge |
離子半徑 | Ionic Radius |
18電子構型 | 18-Electron Configuration |
權威參考資料:
法揚氏定律(Fajans' Law)是膠體化學中的重要理論,主要描述溶膠粒子表面電荷的形成機制。其核心内容可概括為:溶膠粒子會優先吸附與其自身組成元素相同的離子,從而決定膠體的帶電性質。
吸附機制
當溶膠形成時,若溶液中存在過量的與溶膠組成相關的離子,膠體微粒會選擇性地吸附這些離子。例如:
影響因素
根據相關理論擴展(可能與極化作用相關):
應用場景
該定律解釋了膠體穩定性與電泳現象,實際應用中常通過以下方法維持膠體狀态:
需注意“法揚氏定律”在不同文獻中可能涉及離子極化或吸附規則,但其核心均圍繞離子選擇性吸附對膠體電荷的影響。若需進一步了解極化作用的定量分析,可參考法揚斯-潘尼斯-哈伯(Fajans-Paneth-Hahn)吸附規則。
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