2015年8月22日 星期六

氯化鈉溶於水到底是物理變化還是化學變化


        氯化鈉原來就是離子化合物,固體時靠庫倫力正負離子互相吸引,溶解時,在水中解離成氯離子與鈉離子,各自形成水合離子,而鈉的水合離子是錯合物,如果把錯合物當作化合物,那就有新的化合物產生;如果不把鈉的水合離子當作化合物,就沒有新的化合物產生

 
 
 
 
 

        如果把鈉離子換成同一列的鎂離子,甚至鋁離子,隨著金屬離子價數的增加,產生的水合離子水解反應會愈來愈激烈,水溶液的pH值會變低;例如:氯化鋁溶於水,濃度高時,其pH值可以到4左右,就是水合離子產生劇烈的水解反應結果。所以,鹽類的溶解,在微觀上實在不適合歸類於「物理變化」


        水分子的結構式是呈V字型,H-O-H夾角105度,其中O-H是由氧原子和氫原子共用電子所形成的共價鍵(covalent bond),但是氧原子對共用電子的吸引力較大,所以共用電子。(shared electrons)靠近氧原子這端的時間較氫原子長,使得氧原子稍微帶過剩的負電,而氫原子稍微帶正電,由於這種不均等的電荷分配(unequal charge distribution),所以水是極性分子(polar molecule)
 


         當離子固體(ionic solid)溶於水時,正離子(帶正電)被水分子的氧原子(帶負電)吸引,負離子(帶負電)被水分子的氫原子(帶正電)吸引,這種過程稱為水合作用(Hydration),水合作用會導致鹽類在水中溶解,而正負離子之間的強烈吸引力被水合離子之間的交互作用力(water-ion interaction)所取代,所以從微觀的角度,氯化鈉溶於水是化學變化

 

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