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原子团

在许多化学反应里,作为一个整体参加反应,这样的原子基团叫做原子团。原子团是分子中的一部分。在三种或三种以上元素组成的化合物中,其分子常含有某种原子团。带电的原子团又叫做根或基团,如氢氧根OH-、硝酸根NO3- 、碳酸根CO3^2-,、硫酸根SO2、氯酸根ClO3-、磷酸根PO43-、碳酸氢根HCO3-、铵根NH4+等。

带电的原子团又叫做根或基团,如氢氧根OH-、硝酸根NO3- 、碳酸根CO3^2-,、硫酸根SO2、氯酸根ClO3-、磷酸根PO43-、碳酸氢根HCO3-、铵根NH4+等。值得注意的是:原子团不能独立存在,只是化合物的一个组成部分。在溶液中原子团作为一个整体参加反应。各种原子团都有自己的特性反应,如CO3-遇酸变成CO2, SO 42-遇Ba2+产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,OH-使酚酞试液变成红色等。利用特性反应可以检验根的存在。注意区分锰酸根MnO42-和高锰酸根MnO4-,两者组成相同,但其中锰元素的化合价不同,所以根价不同,锰酸根中锰为+6价,高锰酸根中锰为+7价。同样还有偏磷酸根PO3-和亚磷酸根PO33-,其中前者磷为+5价,后者磷为+3价。原子团的化合价等于根内各元素化合价的代数和 [1]

原子团簇独特的性质源于其结构上的特点,因其尺寸小,处于表面的原子比例极高,而表面原子的几何构型、自旋状态以及原子间作用力都完全不同于体相内的原子。材料的性质与内部单元的表面性质息息相关。例如仅仅通过调节团簇的大小,物质特性就有极大的不同,10 个铁原子的团簇在催化氨合成时要比17个铁原子的团簇效能高出1000倍 [2]

伴随着尺寸而来的另一效应是量子效应,原子团簇的研究即证明了许多量子力学的假设和预言,提出了无数更有趣的新问题。例如在由纯金属原子组成的多面体团簇中,只有当原子数是“幻数系列”,结构才是稳定的,甚至在加热到液态时也不会被破坏。同样的“幻数系列”在元素周期律中早已为人所知,但其理论解释至今仍无定论。

团簇的科学研究正处于蓬勃发展的阶段,除去理论上的极大意义之外,原子团簇在声、电、光、磁等方面的实际应用更是人们努力的方向。

(1)原子团是分子中的一部分。在三种或三种以上元素组成的化合物中,其分子常含有某种原子团 [3]

(2)原子团不是在任何化学反应中都保持不变。在有些化学反应中,原子团会发生变化,如:反应中,氯酸钾中的氯酸根发生了变化。

(3)原子团通常称作“根”或“根离子”。书写原子团符号时应注明它所带的电荷,如:ClO3-、SO4 2-、OH-、NH4+等,不要把原子团符号当成化学式,如把硫酸根(SO4 2-)误认为是四氧化硫。

酸和盐

原子团中 [4] ,大多数都是酸根。如果要使其变为相应的酸,一般是在酸根前加相应数量的氢原子。如硝酸根NO3-变成硝酸则为HNO3,硫酸根SO42-变硫酸则为H2SO4。盐也是同理,只不过在酸根前加的是金属或铵根。

有机酸根变为有机酸或相应的盐,在书写化学式时要注意氢或金属是写在酸根前。

碱就是在氢氧根OH-前加上金属元素。

铵根比较特殊。由于它呈+1价,所以变成相应物质是去掉一个氢变成氨NH3

氰也比较特殊。氰根是CN-,而氰的化学式是(CN)2

+1价

铵根:NH4 [5]

-1价

氢氧根:OH 硝酸根:NO3 亚硝酸根:NO2

碳酸氢根:HCO3 硫酸氢根:HSO4 亚硫酸氢根:HSO3

偏磷酸根:PO3  氯酸根:ClO3 高氯酸根:ClO4

亚氯酸根:ClO2 次氯酸根:ClO 磷酸二氢根:H2PO4

溴酸根:BrO3 高溴酸根:BrO4 碘酸根:IO3

高碘酸根:IO4 高锰酸根:MnO4 钴酸根:CoO2

镍酸根:NiO2 铼酸根:ReO4 甲酸根:HCOO

乙酸根:CH3COO 氰根:CN 硫氰根:SCN

-2价

碳酸根:CO3 硫酸根:SO4 亚硫酸根:SO3

硅酸根:SiO3 磷酸氢根:HPO4 硒酸根:SeO4

锰酸根:MnO4 钼酸根:MoO4 铅酸根:PbO3

钨酸根:WO4 铀酸根:UO4 锡酸根:SnO3

高铁酸根:FeO4 铬酸根:CrO4 重铬酸根:Cr2O7

-3价

磷酸根:PO4 亚磷酸根:PO3 次磷酸根:PO2

砷酸根:AsO4 钒酸根:VO4

-4价

焦磷酸根:P2O7


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