會(huì)流動(dòng)的鹽,即離子液體,與其它熱門的新技術(shù)、新材料相比,離子液體顯得有些默默無聞,但它可是一支名副其實(shí)的"潛力股"。
那么,什么是離子液體?(詳見http://xf34.com.cn/whatils/)
它又有哪些"過人之處"呢?
要理解什么是離子液體,首先需要明白什么是離子。
一些情況下,參與成鍵的兩個(gè)原子中的其中一個(gè)非常"強(qiáng)勢(shì)",當(dāng)對(duì)方拿出電子時(shí),它不由分說便將其搶過來。這個(gè)霸道的原子本來不帶電,現(xiàn)在多了一個(gè)電子,帶上了負(fù)電,這樣的原子我們稱之為陰離子;而被搶走電子的那個(gè)原子原本也不帶電,但現(xiàn)在少了一個(gè)電子,于是帶上正電,我們稱之為陽(yáng)離子。正負(fù)電荷之間的強(qiáng)烈吸引力會(huì)讓陰陽(yáng)離子"形影不離",從而形成了化合物。這樣的化合物由于其基本單元不是分子,而是離子,因而被稱為離子化合物。
由于正負(fù)電荷之間的吸引力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于分子間作用力,離子化合物通常需要非常高的溫度才能熔化,例如氯化鈉的熔點(diǎn)超過了800 oC。
然而如果我們把陰陽(yáng)離子中的一方或者雙方都從體積小且形狀規(guī)則的無機(jī)離子,替換成體積大且形狀不規(guī)則的有機(jī)離子,情況就有所不同了。由于不規(guī)則的形狀削弱了正負(fù)電荷之間的吸引,這一類離子化合物不需要太高的溫度就可以熔化。例如,硫氰酸鈉和乙酸鈉這兩種離子化合物的熔點(diǎn)都在300 oC上下,但如果把鈉離子替換成1-乙基-3-甲基咪唑陽(yáng)離子,前者的熔點(diǎn)會(huì)下降到-6 oC,后者的熔點(diǎn)更是低達(dá)-20 oC以下。像這樣的離子化合物,我們就稱之為離子液體。
▲兩種離子化合物:氯化鈉(左)和1-丁基-3-甲基咪唑二(三氟甲基磺酰)酰亞胺(右)在27 oC下的比較。
因此,所謂離子液體,指的是熔點(diǎn)低于室溫,因此在室溫下處于液態(tài)的離子化合物。不過在實(shí)際操作中,我們往往把熔點(diǎn)雖高于室溫但低于100 oC的離子化合物也包括進(jìn)來,因?yàn)樽屗鼈內(nèi)刍⒉恍枰芨叩臏囟?。這里需要注意的是,離子化合物的水溶液(例如食鹽水)并不能視為離子液體的一員,因?yàn)樗鼈冊(cè)谑覝叵码m然也是液體,但其中含有大量的分子化合物。
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