電離有化學(xué)電離和物理電離之分。化學(xué)上的電離是指電解質(zhì)在水溶液或熔融狀態(tài)下離解成帶相反電荷并自由移動(dòng)離子的一種過(guò)程。在水溶液電離有完全電離和不完全電離之分，強(qiáng)電解質(zhì)在水溶液中完全電離，弱電解質(zhì)在水溶液中呈現(xiàn)不完全電離。電離不同于電解，電離過(guò)程不需要通電，而電解是通電后，電解質(zhì)溶液中陰陽(yáng)離子向兩極移動(dòng)并發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過(guò)程，從這個(gè)意義上講，電離是電解的前提和條件。物理電離是指不帶電的粒子在高壓電弧或者高能射線等的作用下，變成了帶電的粒子的過(guò)程。
簡(jiǎn)介
電離的定義
電解質(zhì)在水溶液或熔融狀態(tài)下離解成帶相反電荷并自由移動(dòng)離子的過(guò)程，或不帶電的粒子在高壓電弧或者高能射線等的作用下，變成了帶電的粒子的過(guò)程。
將電子從基態(tài)激發(fā)到脫離原子，叫做電離，這時(shí)所需的能量叫電離電勢(shì)能。
例如氫原子中基態(tài)的能量為-13.6eV（電子伏特），使電子電離的電離勢(shì)能就是13.6eV（即2.18×10-18焦耳）。
簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)，就是電解質(zhì)在水溶液中或熔融狀態(tài)下產(chǎn)生自由移動(dòng)的離子的過(guò)程。
陰陽(yáng)離子
原子是由原子核及其周圍的帶負(fù)電的電子所組成。原子核由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子構(gòu)成，由于質(zhì)子所帶的正電荷數(shù)與電子的負(fù)電荷數(shù)相等所以原子是中性的。原子最外層的電子稱為價(jià)電子。所謂電離，就是原子受到外界的作用如被加速的電子或離子與原子碰撞時(shí)使原子中的外層電子特別是價(jià)電子擺脫原子核的束縛而脫離，原子成為帶一個(gè)或幾個(gè)正電荷的離子這就是陽(yáng)離子。如果在碰撞中原子得到了電子，則就成為陰離子。
電離分類
化學(xué)上的電離
電離時(shí)生成的陽(yáng)離子全部是氫離子（H﹢）的化合物叫做酸，在水溶液中電離而生出的陰離子全部是氫氧根（OH﹣）的化合物叫做堿。如果我們的思維突破以水為介質(zhì)，問(wèn)題類似的轉(zhuǎn)移，比如在液氨為溶劑的情況下，如果溶質(zhì)電離產(chǎn)生陽(yáng)離子的物質(zhì)就是酸，電離產(chǎn)生陰離子的物質(zhì)就是堿了，下面就總結(jié)一下經(jīng)常遇到也是很少遇到一些溶劑本身自偶電離產(chǎn)生的陰陽(yáng)離子，便于我們做一些判斷，或者提高我們的思維的深度和廣度：
H2O→H++OH-
2NH3→NH4++NH2-
非質(zhì)子（H+）的自偶電離：
2二氧化硫→SO2++SO32-
四氧化二氮→NO++NO3-
電離有兩種，一種是化學(xué)上的電離，另一種是物理上的電離。
上面講的是化學(xué)中的電離。化學(xué)上的電離是指電解質(zhì)在一定條件下（例如溶于某些溶劑、加熱熔化等），電離成可自由移動(dòng)的離子的過(guò)程。在電離前可能是不含有離子（例如氯化氫），也可能是盡管有離子，但是里面的離子不能自由移動(dòng)（例如氯化鈉固體）。
固體溶質(zhì)進(jìn)入溶液后，首先發(fā)生微粒（分子或離子）的擴(kuò)散（吸熱）過(guò)程，接著是形成水合離子或水合分子的水合過(guò)程（放熱）。這里有化學(xué)鍵的破壞和形成，嚴(yán)格說(shuō)都是物理化學(xué)過(guò)程。對(duì)于強(qiáng)電解質(zhì)來(lái)說(shuō)，溶解和電離是難以截然分開(kāi)的，因?yàn)殡x子的擴(kuò)散就是電離。不過(guò)對(duì)于弱電解質(zhì)說(shuō)來(lái)，首先是擴(kuò)散成分子（吸熱），然后在水分子作用下，化學(xué)鍵被破壞而電離成為水合的自由離子（這里總體表現(xiàn)是吸熱還是放熱要看破壞化學(xué)鍵需要的能量多，還是水合釋放能量多了）。
物理上的電離
物理上的電離是指不帶電的粒子在高壓電弧或者高能射線等的作用下，變成了帶電的粒子的過(guò)程。例如地球的大氣層中的電離層里的粒子就屬于這種情況。電離層中的粒子在宇宙中的高能射線的作用下，電離成了帶電的粒子。
電離通常包含物理過(guò)程和化學(xué)過(guò)程，物理過(guò)程就是溶解，化學(xué)過(guò)程不是化學(xué)變化，化學(xué)變化除了舊鍵的斷裂還要有新鍵的生成，所以電離不是化學(xué)變化。而化學(xué)過(guò)程指的是在溶劑分子（如水分子）作用下，電解質(zhì)中原有的一部分化學(xué)鍵斷裂。有的電離過(guò)程斷裂的化學(xué)鍵是離子鍵，如氯化鈉等大多數(shù)鹽類的電離，氫氧化鈉等大多數(shù)堿的電離。也有的電離過(guò)程斷裂的是共價(jià)鍵，如硫酸的電離，氯化氫的電離等等。
電離有完全電離和不完全電離之分。強(qiáng)電解質(zhì)在水溶液中是完全電離的，如硫酸、氯化鈉、氫氧化鈉等。弱電解質(zhì)在水溶液中呈現(xiàn)不完全電離狀態(tài)，如氯化汞的電離，硫化氫的電離等。
應(yīng)當(dāng)注意，電離與電解是有區(qū)別的。電離過(guò)程根本不需要通電（會(huì)電離的物質(zhì)，只要溶解在特定溶劑里就會(huì)電離），而電解則需要外部通以電流。
物理電離的方式：高溫電場(chǎng)高能輻射
阿倫尼烏斯的電離學(xué)說(shuō)
水的電解實(shí)驗(yàn)以及電解和導(dǎo)電度的問(wèn)題研究始于1880年。1884年，邁克爾·法拉第在其《關(guān)于電的實(shí)驗(yàn)研究》一文中第一次使用“電解質(zhì)”、“離子”等術(shù)語(yǔ)。當(dāng)時(shí)普遍認(rèn)為，只有外加電解電壓時(shí)電解質(zhì)才會(huì)分解為正陰離子。到1884-1887年間，瑞典化學(xué)家斯萬(wàn)特·阿累尼烏斯連續(xù)發(fā)表有關(guān)論說(shuō)。在《關(guān)于溶質(zhì)在水中的離解》一文中闡述了電離學(xué)說(shuō)的基本觀點(diǎn)：（1）由于溶劑的作用，電解質(zhì)在水中自動(dòng)離解為帶相反電荷的正負(fù)離子。（2）在水溶液中每一種電解質(zhì)都是由（在電解意義上和化學(xué)意義上）離解了的分子和未離解的分子兩部分組成，后者在稀釋時(shí)繼續(xù)離解，以致在無(wú)限稀釋的溶液中只有離解了的分子存在。這篇論文的發(fā)表標(biāo)志著電離理論的正式確立。阿倫尼烏斯電離理論，成為溝通物理學(xué)和化學(xué)的重要橋梁，促成了物理化學(xué)這門(mén)學(xué)科的確定和發(fā)展，也使整個(gè)化學(xué)的發(fā)展翻開(kāi)了新的一頁(yè)。
相關(guān)概念
凡是在水溶液或熔融狀態(tài)下能夠解離成陽(yáng)離子與陰離子而導(dǎo)電的化合物叫電解質(zhì)。例如酸、堿、鹽、活潑金屬氧化物、過(guò)氧化物、氫化物等。在水溶液或熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物叫非電解質(zhì)。電解質(zhì)和非電解質(zhì)的區(qū)別就在于溶于水或熔融狀態(tài)下能否導(dǎo)電。
離子化合物和某些具有極性的共價(jià)化合物在水溶液里全部電離為離子，沒(méi)有分子存在，這樣的電解質(zhì)屬于強(qiáng)電解質(zhì)。強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、大部分鹽類都是強(qiáng)電解質(zhì)。弱酸、弱堿、水等化合物在水溶液中部分電離成離子，存在電解質(zhì)分子和離子之間的電離平衡，是弱電解質(zhì)。電解質(zhì)在溶劑中能否完全電離是區(qū)分強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的依據(jù)。
電離平衡
一定溫度下，弱電解質(zhì)溶液中當(dāng)弱電解質(zhì)分子電離成離子的速率與離子重新結(jié)合成分子的速率相等時(shí)，弱電解質(zhì)分子和離子濃度不再改變的狀態(tài)稱為弱電解質(zhì)的電離平衡。
在一定溫度下，一定濃度的弱電解質(zhì)溶液中，弱電解質(zhì)達(dá)到電離平衡時(shí)，已電離的電解質(zhì)分子數(shù)占原來(lái)總分子數(shù)的百分?jǐn)?shù)，稱作該電解質(zhì)的電離度，用α表示。一般來(lái)說(shuō)，在相同條件下，電解質(zhì)越強(qiáng)，電離度越大，因此弱電解質(zhì)的相對(duì)強(qiáng)弱，可用電離度的大小定量表示。
電離常數(shù)
在一定溫度下，當(dāng)弱電解質(zhì)電離達(dá)到平衡時(shí)，電離的離子濃度的乘積與未電離的分子濃度的比值叫做該弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)，又稱電離常數(shù)或離解常數(shù)，用Ki表示。
分類
電離有化學(xué)上的電離和物理上的電離之分。
化學(xué)電離
化學(xué)電離是指電解質(zhì)在一定條件下(例如溶于某些溶劑、加熱熔化等)，電離成可自由移動(dòng)的離子的過(guò)程。在電離前可能是不含有離子(例如氯化氫)，也可能是盡管有離子，但是里面的離子不能自由移動(dòng)(例如氯化鈉固體)。
化學(xué)電離又可分為完全電離和不完全電離（部分電離）。例如酸在水溶液中電離，生成水合氫離子和酸根離子。強(qiáng)酸完全電離，弱酸部分電離。在弱酸溶液中，始終存在未電離的弱酸分子與電離出的氫離子和酸根離子之間的平衡。
物理電離
物理電離是指不帶電的粒子在高壓電弧或者高能射線等的作用下，變成了帶電的粒子的過(guò)程。例如地球的大氣層中的電離層里的粒子就屬于這種情況。電離層中的粒子在宇宙中的高能射線的作用下，電離成了帶電的粒子。物理電離的方式有高溫、電場(chǎng)與高能輻射。
元素的電離能
在正常狀態(tài)下，原子處于最低能級(jí)，這時(shí)電子在離核最近的軌道上運(yùn)動(dòng)，這種狀態(tài)叫基態(tài)。某元素的處于基態(tài)的一個(gè)氣態(tài)原子失去一個(gè)電子形成一個(gè)+1價(jià)的氣態(tài)陽(yáng)離子時(shí)所需要的能量，叫作這種元素的第一電離能，用I1表示。使某元素的一個(gè)+1價(jià)的氣態(tài)陽(yáng)離子失去一個(gè)電子形成一個(gè)+2價(jià)的氣態(tài)陽(yáng)離子時(shí)所需的能量，叫作這種元素的第二電離能，用I2表示。依此類推，還有元素的第三電離能、第四電離能等，通常所說(shuō)的電離能一般指第一電離能。電離能的大小可以用來(lái)衡量元素的原子失電子的難易程度，電離能越小，失電子越容易，金屬性越強(qiáng)。一般地，同一元素隨著原子失去電子數(shù)的增加，失電子越來(lái)越難，因此同一元素的各級(jí)電離能依次升高。
電離輻射
電離輻射，是指能直接或間接引起物質(zhì)原子電離的輻射，是原子以電磁波或粒子形式傳遞時(shí)所釋放的一種能量。早在1895年11月德國(guó)物理學(xué)家威廉·倫琴發(fā)現(xiàn)了一種看不見(jiàn)但能穿透物質(zhì)的射線，稱為X射線，X射線被發(fā)現(xiàn)后不久即在醫(yī)學(xué)中得到應(yīng)用。1896年3月，法國(guó)科學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)鈾能發(fā)射出一種不可見(jiàn)的具有穿透力的輻射，能使空氣電離和膠片感光。1898年7月，居里夫婦首次從瀝青鈾礦中提煉出一種新元素，命名為釙(Po)，同年12月又成功分離出另一種新元素鐳(Ra)，并提出了一個(gè)新名詞“放射性”。在核事業(yè)發(fā)展的早期，用于研究和應(yīng)用的輻射源主要是來(lái)自自然界的放射性物質(zhì)，如可支撐γ射線源的鐳、可制成中子源的鐳-鈹混合物等，并通常被封裝在小容器內(nèi)，以達(dá)到使用安全和操作方便的目的。此后，隨著核反應(yīng)堆的發(fā)展，出現(xiàn)了人工放射性核素，輻射源的種類及其應(yīng)用日益繁多，使用量也不斷增加。目前，核技術(shù)已廣泛應(yīng)用于國(guó)防、科研、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、通訊、交通、環(huán)保、資源開(kāi)發(fā)和科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)促進(jìn)人類文明建設(shè)發(fā)揮了不可替代的作用。
參考資料 >
電離技術(shù).知網(wǎng)空間.2020-05-19
分子電離技術(shù).知網(wǎng)空間.2020-05-19