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原子團

鎖定
原子團是指在化學反應裏,作為一個整體參加反應的原子基團。原子團是分子中的一部分。在三種或三種以上元素組成的化合物中,其分子常含有某種原子團。帶電的原子團又叫做根,如氫氧根OH⁻、硝酸根NO₃⁻ 、碳酸根CO₃²⁻,、硫酸根SO₄²⁻、氯酸根ClO3-磷酸根PO₄³⁻、碳酸氫根HCO₃⁻、銨根NH₄⁺等。
中文名
原子團
外文名
Atomic group
別    名

基團
學    科
化學

原子團基本介紹

帶電的原子團又叫做根或基團,如氫氧根OH-硝酸根NO3-碳酸根CO32-,、硫酸根SO42-氯酸根ClO3-磷酸根PO43-碳酸氫根HCO3-銨根NH4+等。值得注意的是:原子團不能獨立存在,只是化合物的一個組成部分。在溶液中原子團作為一個整體參加反應。各種原子團都有自己的特性反應,如CO32-遇酸變成CO2, SO42-遇Ba2+產生不溶於稀硝酸的白色沉澱,OH-使酚酞試液變成紅色等。利用特性反應可以檢驗根的存在。注意區分錳酸根MnO42-和高錳酸根MnO4-,兩者組成相同,但其中錳元素的化合價不同,所以根價不同,錳酸根中錳為+6價,高錳酸根中錳為+7價。同樣還有偏磷酸根PO3-和亞磷酸根PO33-,其中前者磷為+5價,後者磷為+3價。原子團的化合價等於根內各元素化合價的代數和 [1] 

原子團特點

原子團簇獨特的性質源於其結構上的特點,因其尺寸小,處於表面的原子比例極高,而表面原子的幾何構型、自旋狀態以及原子間作用力都完全不同於體相內的原子。材料的性質與內部單元的表面性質息息相關。例如僅僅通過調節團簇的大小,物質特性就有極大的不同,10 個鐵原子的團簇在催化氨合成時要比17個鐵原子的團簇效能高出1000倍 [2] 
伴隨着尺寸而來的另一效應是量子效應,原子團簇的研究即證明了許多量子力學的假設和預言,提出了無數更有趣的新問題。例如在由純金屬原子組成的多面體團簇中,只有當原子數是“幻數系列”,結構才是穩定的,甚至在加熱到液態時也不會被破壞。同樣的“幻數系列”在元素週期律中早已為人所知,但其理論解釋至今仍無定論。
團簇的科學研究正處於蓬勃發展的階段,除去理論上的極大意義之外,原子團簇在聲、電、光、磁等方面的實際應用更是人們努力的方向。

原子團認識要注意

(1)原子團是分子中的一部分。在三種或三種以上元素組成的化合物中,其分子常含有某種原子團 [3] 
(2)原子團不是在任何化學反應中都保持不變。在有些化學反應中,原子團會發生變化,如:反應中,氯酸鉀中的氯酸根發生了變化。
(3)原子團通常稱作“根”或“根離子”。書寫原子團符號時應註明它所帶的電荷,如:ClO3-、SO42-、OH-、NH4+等,不要把原子團符號當成化學式,如把硫酸根(SO42-)誤認為是四氧化硫

原子團相應物質

酸和鹽
原子團中 [4]  ,大多數都是酸根。如果要使其變為相應的酸,一般是在酸根前加相應數量的氫原子。如硝酸根NO3-變成硝酸則為HNO3,硫酸根SO42-變硫酸則為H2SO4。鹽也是同理,只不過在酸根前加的是金屬或銨根。
有機酸根變為有機酸或相應的鹽,在書寫化學式時要注意氫或金屬是寫在酸根前。
鹼就是在氫氧根OH-前加上金屬元素。
銨根比較特殊。由於它呈+1價,所以變成相應物質是去掉一個氫變成氨NH3
氰也比較特殊。氰根是CN-,而氰的化學式是(CN)2

原子團原子團化合價

+1價
銨根:NH4 [5] 
-1價
氫氧根:OH 硝酸根:NO3 亞硝酸根:NO2
碳酸氫根:HCO3 硫酸氫根:HSO4 亞硫酸氫根:HSO3
偏磷酸根:PO3  氯酸根:ClO3 高氯酸根:ClO4
亞氯酸根:ClO2 次氯酸根:ClO 磷酸二氫根:H2PO4
溴酸根:BrO3 高溴酸根:BrO4 碘酸根:IO3
高碘酸根:IO4 高錳酸根:MnO4 鈷酸根:CoO2
鎳酸根:NiO2 錸酸根:ReO4 甲酸根:HCOO
乙酸根:CH3COO 氰根:CN 硫氰根:SCN
-2價
碳酸根:CO3 硫酸根:SO4 亞硫酸根:SO3
硅酸根:SiO3 磷酸氫根:HPO4 硒酸根:SeO4
錳酸根:MnO4 鉬酸根:MoO4 鉛酸根:PbO3
鎢酸根:WO4 鈾酸根:UO4 錫酸根:SnO3
高鐵酸根:FeO4 鉻酸根:CrO4 重鉻酸根:Cr2O7
-3價
磷酸根:PO4 亞磷酸根:PO3 次磷酸根:PO2
砷酸根:AsO4 釩酸根:VO4
-4價
焦磷酸根:P2O7
參考資料
  • 1.    王廣厚. 原子團族的穩定結構和幻數[J]. 物理學進展, 2000(1):52-92.
  • 2.    錢永山. “原子團”之我見[J]. 化學教學, 1994(4):43-44.
  • 3.    吳全德, 薛增泉. 原子團、超微粒子及其功能薄膜[J]. 真空科學與技術學報, 1992(5):349-362.
  • 4.    周公度. 無機化學叢書:無機結構化學[M]. 科學出版社, 1982.
  • 5.    路雲霞!河北唐縣. “原子團”釋義[J]. 中學生理科月刊, 1999(Z6).