如前所述,电解质的分子在一定条件下能够电离成带电荷的离子,离子就是带正电荷或负电荷的原子(或原子团).离离子和原子的结构不同:在电中性的原子里,原子核外电子总数和原子核所带的正电荷数在数值上是相等的(S3·3);但在带电的阴离子或阳离子里,原子核外电子总数和原子核所带的正电荷数却不相等.在阴离子里,原子核外的电子总数比原子核所带的正电荷数为多;在阳离子里,原子核外的电子总数比原子核所带的正电荷数为少.
离子和相应原子在结构上的这种差别,使得离子和相应原子(或者由原子组成的分子)的性质完全不同.例如在氯化钠(NaCI)的水溶液里,存在着Nat离子和Cl-离子.当我们比较氯化钠溶液和由钠原子组成的金属钠、由氯分子(它是由两个氯原子构成的)组成的单质氯气的性质时,立刻就能看到它们在很多方面都是不相同的.
首先我们看到到氯化钠的水溶液是完全没有颜色的,这说明氯化钠溶液里的Na+离子和Cl离子都是无色的.但是,由钠原子组成的金属钠是银白色的,由氯分子组成的单质氯气又是黄绿色的。
金属钠是一种非常活泼的金属,跟水能剧烈地发生反应,放出氢气.反应的化学方程式是:
2Na+2H2O=2NOH+H2↑
但是Nat+离子并不能发生这样的反应.当氯化钠(食盐)溶解于水时,虽然溶液里存在有许多Na+离子,但完全不会有氢气放出、
氯气也能缓慢地眼水发生反应,放出氧气:
2Cl2+2H2O=4HC1+O2↑
但是,氯化钠溶液里的Cl-离子,不论经过多少时候,都不会跟水反应放出氧气.
另外,我们知道,氯气还是一种有毒的气体,但是,氯化钠却是人体所必须的,我们每天都要食用相当数量的食盐,这说明C1离子是没有毒性的。
有些离子呈现出和它化合物完全不同的颜色.例如无水的硫酸铜(CuSO2)是白色的,但硫酸铜的水溶液是蓝色的,这蓝色是铜离子(Cut+)的颜色①;又如无水的氯化亚钻(CoC2)是蓝色的,但氯化亚钴的水溶液是红色的,这红色是亚钻离子(Cot+)的颜色②。
比较各种电解质溶液的颜色,可以确定某些离子的颜色例如,氯化钠的溶液(其中含有Na+离子和C1离子)和硫酸钾的溶液(其中含有K+离子和和S0:-离子)都是无色的,这说明Nat离子、K+离子、Cl-离子和SO-离子都是无色的.硫酸铜的溶液(其中含有Cu+离子和SO离子)是蓝色的,既然SO-离子已知是无色的,显然这蓝色一定是Cu++离子的色的,既然K十离子已知是无色的,显然这黄色一定是CrO离子的颜色.同样,我们可以从高锰酸钾(KMnO)溶液呈紫红色,氯化铁(FeCl3)溶液呈黄色,硫酸亚镍(NiSO)溶液呈绿绿色等得出MnO1离子是紫红色的,Fe+t+离子是黄色的的,Ni离子是绿色③的等结论。
根据电解质溶液的颜色,还可以粗略地判断溶液里可能存在(或不可能存在)某些离子.例如在蓝色的溶液里,可能存在有Cu离子;在无色的溶液里,不可能有Cu++、Fe+++、Ni++、Co++、CrO4--、MnO4-等有颜色的离子存在。
①正确地说,这蓝色是水合铜离子的颜色
②正确地说,这红色是水合亚钻离子的颜色.
③正确地说,这些颜色都是它们水合离子的颜色。