在电解质

在电解质溶液中任意两离子间存在一种间接引力

 

1. 在电解质溶液中，中心离子j荷电，它的离子氛荷电。按照库伦定律，离子氛和外围溶液中任一其它荷电体 的电作用（库伦作用）与中心离子j和外围溶液中任一其它荷电体 的电作用（库伦作用），。即中心离子的离子氛-第1离子氛，它对外围离子的库伦作用与中心离子一样，只是其荷电符号与中心离子的相反。在离子氛-第1离子氛对外围离子的库伦作用中，在第1离子氛外所生成的第2离子氛的（净）荷电量与第1离子氛的相同但符号相反。同理，第2离子氛对外库伦作用中，在第2离子氛外所生成的第3离子氛的（净）荷电量与第2离子氛的相同但符号相反。如此，…, 在中心离子j的多重离子氛内（1，2，3，4，5），相邻离子氛即第n级离子氛 () 与第n+1级离子氛（) （净）荷电量相同但符号相反，n为自然数，如图1. 多重离子氛内各级离子氛的等价荷电球壳。

   

2. 由于任一离子j的多重离子氛内相邻离子氛 (与) 荷电量相同但符号相反，导致任意相邻离子氛(与)之间存在电的吸引力，n为自然数。

3. 由于中心离子j与它的离子氛-即第1离子氛荷电量相同但符号相反，两者之间本来就存在电的吸引力，又加之中心离子j的多重离子氛内任意相邻离子氛(与)之间存在电的吸引力，则通过中心离子j的多重离子氛内相邻离子氛之间的引力传递，中心离子j与它的多重离子氛内任一级离子氛之间存在引力。

4. 由于中心离子j与它的多重离子氛内任一级离子氛之间存在引力，则电解质溶液中的其它任一离子p作为中心离子j的多重离子氛内某一级离子氛内一名成员,当所处的集体-某级离子氛被中心离子j吸引时，离子p也自然随之获得一种来自中心离子j的吸引力。很明显，这种来自中心离子j的对离子p的引力并未限制或要求j，p这两离子的荷电符号如何。即这种引力与j，p的荷电符号无关。

5. 任一离子可作为中心离子，其它离子可作为它的多重离子氛中的一名成员，同时该离子又可成为其它离子做中心离子的多重离子氛中的一名成员。如图2，离子p在离子j作为中心离子的多重离子氛内的第n 级离子氛（）内一名成员，而离子j在离子p作为中心离子的多重离子氛内的第k 级离子氛（）内一名成员。

6. 

   由于离子p通过离子j作为中心离子的多重离子氛内的第n 级离子氛（）被离子j吸引，同时，离子j通过离子p作为中心离子的多重离子氛内的第k 级离子氛（）也被离子p吸引，则在电解质溶液中，任意两离子j和p之间存在互相吸引，且与它们的荷电符号无关。

结论

在电解质溶液中，由于离子的多重离子氛内相邻离子氛之间引力传递和不同离子作为中心离子的多重离子氛之间的交互作用，导致任意两离子间存在一种间接引力，且这种引力与离子的荷电符号无关。

参考文献

1. 1 Debye, P.； Hückel,E. The theoryof electrolytes. I. Freezing point depression and related phenomenon, Physikalische Zeitschrift, 24 (9), 185-206(1923).Translated by Michael J. Braus (2019)

2. 2 Peter Atkins，Julio de Paula，Physical Chemistry: Thermodynamics, Structure, and Change, Tenth Edition,227-230(2016)

3. 3 Huying, Physical chemistry 646(2013)

4. 4. Raymond A. Serway, Chris Vuille, John Hughes, College physics, Eleventh edition, Volume 2, 499(2018).

5. Childelong,http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=3474929&do=blog&id=1306716(2021)

 

 

 

 

 

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