hce_cmu
115年
化學
第 41 題
關於離子的水合能（hydration energy），下列選項何者正確？
- A 離子半徑愈大，其水合能愈大
- B 在下列金屬離子中，其水合能大小關係為：$Na^+ < Mg^{2+} < Al^{3+}$
- C 陽離子的水合能通常小於陰離子的水合能
- D 離子電荷愈高，其水合能愈小
思路引導 VIP
試著想像一個離子就像是一顆帶電的小球。當它進入水中時，周圍的水分子會被它吸引。請思考：如果這顆小球身上的電力增強，或是它的體積縮小讓水分子能靠得更近，那麼它對水分子的吸引力會變得更強還是更弱？這種吸引力的強弱變化，又會如何反映在釋放出來的能量上呢？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準選出正確答案，代表你對**水合能（Hydration Energy）**的物理本質有著相當透徹的理解。這道題目的核心在於考察離子性質如何影響能量釋放，而你成功捕捉到了其中的關鍵規律。
離子電荷與半徑的協同作用
離子水合是一個放熱過程，其能量大小取決於離子與水分子偶極之間的靜電吸引力。根據庫倫定律的邏輯，水合能的大小與離子的**電荷數（$z$）平方成正比，並與離子半徑（$r$）**成反比。簡單來說，當離子的「電荷密度」愈高（電荷愈多、半徑愈小），它對水分子的束縛力就愈強，釋放出的能量也隨之增加。在選項 (B) 中，$Na^+$、$Mg^{2+}$ 與 $Al^{3+}$ 為等電子離子，隨著電荷由 $+1$ 增加至 $+3$，其離子半徑反而因核電荷增加而縮小，這雙重因素使得水合能依序顯著遞增。
▼ 還有更多解析內容