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阳离子

正离子

阳离子，又称正离子，是指失去外层的电子以达到相对稳定结构的离子形式，一般都是金属离子。

基本简介
离子是指原子由于自身或外界的作用而失去或得到一个或几个电子使其达到最外层电子数为8个或2个的稳定结构。
原子失去或获得电子后所形成的带电粒子叫离子，例如钠离子Na+。带电的原子团亦称“离子”，如硫酸根离子。某些分子在特殊情况下，亦可形成离子。
一般说来，原子核最外层电子数小于4的通常形成阳离子，大于4的通常形成阴离子，还有一个规律，原子核最外层电子数也就决定了该元素的化合价,就是正号或者负号前的数。
阳离子是指原子由于外界作用失去一个或几个电子，使其最外层电子数达到8个或2个电子的稳定结构。原子半径越大的原子其失电子能力越强，金属性也就越强。属性最强的金属元素是钫（Fr）。
阳离子聚合反应
离子型聚合反应是合成高分子化合物的重要反应。离子型聚合反应属链式聚合反应，活性中心是离子。根据中心离子所带电荷不同，可分为阳离子聚合反应和阴离子聚合反应。聚异丁烯、聚甲醛、聚环氧乙烷、SBS热塑性弹性体等都是用离子型聚合反应合成的。
阳离子聚合的单体：能进行阳离子型聚合反应的单体有烯类化合物、醛类、环醚及环酰胺等。不同单体进行阳离子型聚合反应的活性不同。
具有推电子取代基的烯类单体原则上都可进行阳离子聚合。推电子取代基使碳—碳双键电子云密度增加，有利于阳离子活性种的进攻；另一方面使生成的碳阳离子电荷分散而稳定。
乙烯无侧基，双键上电子云密度低。且不易极化。对阳离子活性种亲和力小。因此，难以进行阳离子聚合。丙烯、丁烯上的甲基、乙基是推电子基，双键电子云密度有所增加，但一个烷基供电不强，聚合增长速率并不太快，生成的碳阳离子是二级碳阳离子，电荷不能很好地分散，不够稳定，容易发生重排等副反应．生成更稳定的i级碳阳离子。以3-甲基-1-丁烯为例：
H++H2C═CH—CH(CH3)—CH3 —→CH3—CH+—CH(CH3)—CH3—→CH3—CH2—C+(CH3)2
重排的结果将导致支化，因此，丙烯、丁烯经阳离子聚合，只能得到低分子油状物。
异丁烯有两个甲基供电，使双键电子云密度增加很多，易受阳离子活性种进攻，引发阳离子聚合。生成的～CH2C+(CH3)2是三级C+，较为稳定。链中—CH2—上的氢受两边4个甲基的保护，不易被夺取，减少了重排、支化等副反应。因而，可以生成相对分子质量很高的线型聚合物。更高级取代的α-烯烃，则因空间位阻，只能聚合成二聚体。异丁烯实际上是a一烯烃中唯一能进行阳离子聚合的单体。能进行阳离子聚合的另一个乙烯基单体是烷基乙烯基醚。虽然烷氧基具有吸电子的诱导效应，将使双键电子云密度降低．但氧上未共用电子对能和双键形成P一π共轭。共轭效应占主导地位，结果使电子云密度增加。烷氧基氧上未共用电子对的共轭效应同样能使形成的碳阳离子电荷分散。结果．烷基乙烯基醚只能进行阳离子聚合。阳离子聚合所用引发剂都是亲电试剂。常用的阳离子聚合反应引发剂包括质子酸和阳离子源/Lewis酸为基础的引发体系。
阳离子的定性分析
阳离子分析试液的制备
根据溶解性试验的结果，选择适当的溶剂溶解试样。制备试液时应注意：
1、当试样能溶于两种溶剂，如水和酸（或稀酸和浓酸）时，应当先水后酸，先稀后浓。能用前者溶的，就不要用后者。
2、当试样能部分地溶于水时，则先用水溶，再州酸处理水不溶的部分。所得几份试液应分别进行分析，最后对所得结果加以综合判断，得出结沦。
3、若试样是用浓酸溶解的，则应将所得溶液蒸发近干，以除去过量的酸；冷却后，阿用水溶解残渣制成分析试液。
阳离子的分析特性
离子的分析特性，是指与鉴定、分离有关的离子的某些性质，如颜色、酸碱性、氧化还原性、相应化合物的溶解性、挥发性等方面的特性和共性。
在一定范围和条件下，某些离子具有的相同性质称为共性，所具有的显著不同的性质则称为特性。离予的特性可用于该离子的鉴定，而某些离子的共性，则可用于该组离子的分离，然后再在小范围内进行鉴定，将复杂的分析简化。
阳离子定性分析的初步试验
通过初步试验，可以判断某些阳离子是否存在，再以此确定分析步骤和选择检验方法。常做的初步试验有HCl、H2SO4、NaOH、NH3·H2O、铬酸盐、硫化物等试验。
1、HCl试验：取试液少许，加2滴0.1 moI/L HCl，只有Ag+、Pb2+、Hg22+、Tl+能与HCl作用，均生成白色沉淀、AgCI沉淀能溶于氨水，也能部分溶于浓HCl。PbCI2的溶解度比较大，只有在Pb2+浓度较大时才析出沉淀，PbCl2沉淀也溶于热水。在试液中，加入HCl后，若无白色沉淀析出，只能证明无Ag+、Hg22+及Tl+存在，而不能证明无Pb2+存在。必须注意，当溶液的酸度较低时，Bi3+、Sb3+、Sn2+和Sn4+会水解析出碱式盐沉淀。
2、H2SO4试验：取试液少许，加2滴H2SO4溶液，只有Ba2+、Sr2+、Ca2+、Pb2+、Hg22+与H2SO4作用，均形成白色沉淀。CaSO4的溶解度较大，只有当Ca2+的浓度大时才析出沉淀。若向溶液巾加入适最乙醇后，CaSO4的溶解度大为降低。PbSO4沉淀可溶于NH4Ac，BaSO4、SrSO4及Hg2SO4均小溶于强酸。
3、NaOH和NH3·H2O试验 以下为金属氢氧化物的溶解规律：
（1）一价金属离子中，碱金属氢氧化物均可溶于水，但Cu+、Hg22+、Ag+和Au+能生成氢氧化物或氧化物沉淀。
（2）二价金属离子中，除Ca2+、Sr2+、Ba2+只能在浓的NaOH溶液中形成氢氧化物沉淀外，其他金属的氢氧化物均不溶于水，但Pb2+、Sn2+、Be2+、Zn2+具有明显的两性，可溶于过最NaOH溶液。
（3）三价和四价金属氢氧化物会都不溶于水，似Al3+、Cr3+、Sb3+、Ga3+、ln3+和Sn4+具有两性，可溶于过量NaOH溶液中。
（4）Ag+、Cu2+、Zn2+、Cd2+、Co2+和Ni2+等可形成络氨离子，故其氢氧化物可溶于NH3·H2O。
试验可在小试管中进行，取试液10滴，加3～5滴0.1 moI/L 的NaOH或0.1 mol/L NH3·H2O，观察有无沉淀产生及沉淀的颜色，然后向沉淀中再滴加2 mol/L NaOH或2mol/L NH3·H2O，再观察沉淀的变化情况。
阳离子的鉴定方法
铝离子
1、铝试剂（0.1%水溶液）：在乙酸铵—氨水溶液中与试剂反应；现象是生成红色沉淀。灵敏度为0.16μg，干扰离子是Ca2+，可以加入碳酸铵消除。
2、铬坚纯蓝B（5%水溶液）：酸性试液中，加MgCO3细粉至不再产生CO2，加试剂并以（1+1） H2SO4酸化，再以乙醚萃取过量有色物质；现象是溶液呈现洋红或粉红色。灵敏度为0.1μg
银离子
1、溴焦棓酚红（0.1mol/L的水溶液）：在0.1mol/L的EDTA、0.001mol/L的邻菲绕啉、20%乙酸铵存在的条件下与试剂作用；现象是生成蓝色的银邻菲绕啉-二溴焦棓酚红三元络合物。灵敏度为0.05μg
2、盐酸：取试液2滴，加盐酸1滴,；分离沉淀，洗涤，加氨水后再加硝酸；现象是白色沉淀，加氨水后溶解，加硝酸又析出。灵敏度为0.5μg，干扰离子是Fe2+，可用邻菲绕啉消除其他离子用EDTA屏蔽。
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