【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的备注。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。

第四章电离学说

§4-1电解质和电解质的电离

【01】在前一章里，我们学习了有关物质结构的初步知识。我们知道，物质的一切性质，归根到底，都是由它们的结构决定的。掌握了物质结构的知识，就能从本质上来了解物质的性质。

【02】下面我们再来研究一下物质的导电性，以及它和物质分子结构的关系。

电解质和非电解质

【03】试验物质导电性的装置如图4·1所示。

【04】取烧杯一只，另取圆形木板一块，木板比烧杯口略大些，中开两孔，各插石墨棒一根。石墨棒上各连出一根金属导线，其中一根直接与插头相连接，另一根则通过一个灯泡后再与插头相连接。试验时，先把要试验的物质（固态的、液态的或水溶液）放入烧杯内，使石墨棒的下端插入其中，然后把插头和电源相连接。如果灯泡发亮，表示试验的物质能够导电；如果灯泡不亮，说明试验的物质不易导电。

【05】各种物质导电性的试验结果，如下面的表4·1所示：

【氯化钠的熔点是805℃；氢氧化钠的熔点是328℃】

【06】从上表可以看出：干燥的盐类（例如氯化钠）、碱类（例如氢氧化钠）在固态时虽然不能导电，但在熔融状态或溶解于水所成的溶液都能导电；无水的酸（例如纯硫酸）在液态时虽然不能导电，但它们的水溶液能够导电；蔗糖、酒精、纯水则不论是固态、液态或者是它们的水溶液都不能导电【这里所讲的不能导电”，确切地说应该是“几乎不能导电”。在后面将会学习到，它们并不是绝对不能导电，只是导电能力极其微弱，不能使导电性试验器的灯泡发亮罢了】。

【07】在化学上，把在溶解或熔融状态下能够导电的物质叫做电解质，不能导电的物质叫做非电解质。盐类、碱类、酸类等都是电解质，蔗糖、酒精以及大部分的有机化合物都是非电解质。

电解质的电离

【08】我们怎样来解释电解质在一定条件下所表现出的导电性呢？我们知道，物质导电是由带电的微粒移动的结果（例如金属导电是由于金属体内电子的移动）。根据物质结构理论来看，电解质的导电是由于它们分子里（或在溶解过程里产生出来的）带电的离子的移动。

【09】盐类、碱类大多都是离子化合物(§3-4)【山注，2-3-04，传送门CV21563958】，它们的分子是由带正电的阳离子和带负电的阴离子所组成。例如，氯化钠是由带正电的钠离子和带负电的氯离子所组成；氢氧化钠是由带正电的钠离子和带负电的氢氧根离子所组成等。

【10】酸类虽不是离子化合物，它们分子里原来也不含有离子，但它们分子里的共价键有很强的极性（§3-4）【山注，2-3-04，传送门CV21563958】，即原子和原子（或原子团）间的共用电子对，强烈地偏向于对电子吸引力较大的那个原子（或原子团）。这种分子在受到某种外力作用（例如溶剂分子的作用）时，原来已经偏得很厉害的共用电子对，有可能进一步完全转移给那个对电子具有较强吸引力的原子（或原子团）。这时，分子也就分裂成为离子了。

【11】蔗糖、酒精等有机化合物分子里的共价键的极性一般是很弱的，即使在溶剂分子的作用下，这些物质的分子仍然不能分裂成为离子，因此这类物质没有导电性。

【12】显然，对于那些具有非极性键的非金属单质，例如氯气、氧气、氢气等，它们的分子将更难分裂成为离子，因此它们更不可能会有导电性，它们都是非电解质。

【13】但是，离子化合物不论在固态或液态时都含有离子，为什么它们在固态时不能导电，而一定要在液态（熔融状态）或溶解于水时才有导电性呢？

【14】原来在固态的离子化合物里，阳离子和阴离子是一个一个相间地、很有规律地排列着的。在阳离子和阴离子间存在着一种强烈的吸引力（即静电引力），使得这些离子不能自由移动。当固态的离子化合物受热熔化时，原来排列得很整齐的阳离子和阴离子，变得杂乱起来，离子间相互作用的力有一部分被抵消了；同时由于温度升高，离子的活动也加强了，它们在熔液里能够比较自由地移动【这里讲的是熔液，不是溶液。熔液就是熔融状态下的液体】。

【15】另外，当固态的离子化合物溶解于水时，由于水分子的作用，晶体表面上的离子和晶体内部的离子之间的引力大为减弱，在水分子的吸引下，晶体表面上的离子逐渐进入溶液（溶解）。在溶液里，每一个离子的周围，都被若干个水分子所包围，称为“水合离子”。这种“水合离子”也能够在溶液里比较自由地运动。

【16】由此可以看出，离子化合物在固态时不能导电，是由于固态离子化合物里的离子不能自由移动的缘故。因此，物质里含有离子，并不能就断定这种物质一定具有导电性；只有当物质里含有的离子（或水合离子）是能够在熔液（或溶液）里自由移动时，才有导电的性质。换句话说，电解质的导电性是电解质里的能够自由移动的离子（简称自由离子）的性质。

【17】前已述及，具有强极性键的化合物，例如酸类溶解于水时，由于水分子的作用，它们的分子分裂成为带电的离子，这种离子也是以自由离子的形式存在于溶液中的，因此它们的溶液也具有导电性。

【18】电解质溶解于水或受热熔化时产生自由离子的过程，叫做电离。电解质的导电性是电解质电离的结果；非电解质不能电离，因此非电解质没有导电性。

习题4-1

1、什么叫做电解质？什么叫做非电解质？各举三例。电解质和非电解质在分子结构上有什么不同？

2、为什么盐酸溶液能够导电，而液态的氯化氢却不能导电？

3、为什么液态的无水醋酸不能导电，而液态的（即熔融状态的）氢氧化钠却能够导电？

4、为什么固态的食盐不能导电，而液态的（即熔融状态的）食盐和食盐的水溶液都能够导电？

5、为什么液态的氯不能导电，而氯气溶解于水所成的氯水却能够导电？

6、根据各类物质的导电性，在下表的空格里，分别填入“能导电”或“不导电”：

7、什么叫做电离？离子化合物和强极性化合物在水溶液里电离的过程各是怎样的？