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イオン結合性物質の水溶性
noname#6200の回答
高校の時使ってた本が無いのでうる覚えですが回答させて頂きます。 前提として物理的に＋と-があるとくっつこうとするのでこれらを離そうとするにはエネルギーがいります。 逆に言うと近づくとエネルギーを出します。 これらのエネルギーは+と-の距離をrとすると1/rに比例します。 まず、水は共有結合ですが酸素原子と水素原子に電子を引きつける力に差があるため酸素原子が少し陰性で水素原子が陽性になってます。 水にイオン結合性物質が溶けるてる状態というのは陰イオンに上で述べた陽性の水素原子を向けて水が取り囲んでいます。 また、陽イオンには逆に陰性の酸素原子を向けて取り囲んでいます。 この状態になることを水和するといって+と-が近づくのでエネルギーを生み出す変化です。 イオン結合性物質が結晶から個々のイオンに引き離すのに必要なエネルギーを格子エネルギーといいます。 もちろんこれはイオン結合性が強すぎると大きくなります。 用語の準備ができたので本題に入りますとイオン結合性物質の結晶が水に溶けるためには単純には言えない気もしますが 水和で出るエネルギー＞格子エネルギー である程起こりやすいと言えます。 なぜ同じ一価の陰イオンと同一の二価の陽イオンなのに差が出るかと言いますと全てはClとFのイオン半径に起因します。 Cl-よりもF-は小さい半径のため結晶中でCa2-により近づくのでこれをバラバラに引き離すためにはより多くエネルギーがいります。 これはCl-,F-に水和する水についても言えますがその距離が比較的長いことと(長いと言うことはエネルギー変化が小さい)たくさんで取り囲むためCl-に比べF-のまわりに来れる水分子の数が少なくなるので格子エネルギーに比べてあまり増加しません。 だからCaF2は溶けないけどCaCl2は溶けるんだとおもいます。
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お礼
わかりやすいご説明ありがとうございました。少し忙しくてお礼が遅くなってしまい済みませんでした