Определение на йонна връзка

Йонната връзка е електростатична сила, способна да държи заедно два йона, чиито заряди са противоположни (например положителни/отрицателни) в йонно съединение.

Цитат (APA)

Марилия Гилен | авг. 2022
Бакалавър по химия

Йонна връзка се осъществява поради прехвърлянето на електрони от по-ниски атоми. Енергия на йонизация към атоми с висок електронен афинитет, което произвежда противоположно заредени йони, привлечени от кулонови сили [1]. Например за сол с калиев хлорид:

Калият има 1 валентен електрон, което има ниска йонизационна енергия дава електрон към хлор, който има 7 валентни електрона, който се характеризира с висок афинитет електроника. Резултатът от преноса на електрони е, че двата атома остават с противоположен нетен заряд. свързани чрез електростатични сили, освен това имат електронна конфигурация със затворена обвивка (18 електрони).

За да разберете дали двойка различни елементи са свързани чрез йонна връзка, се оценява разликата в електроотрицателността, чиято стойност трябва да бъде равна или по-голяма от 1,8 според

йони

Йонът е атом или група от атоми, които имат нетен положителен или отрицателен заряд. Когато един атом е подложен на a химическа промянаконвенционален, броят на протоните и неутроните остава непроменен, поради което атомът запазва своята идентичност, обаче, по време на процеса атомите могат да загубят или да получат електрони от последното енергийно ниво (валентни електрони): ако неутрален атом загуби електрони, се образува йон с положителен нетен заряд. катион (A+n); Напротив, ако неутралния атом получи един или повече електрони, се образува отрицателно зареден йон или анион (A-n). Например:
Калциев атом Ca йон Ca+2
20 протона

20 електрона 20 протона

18 електрона
Флуорен атом F Йон F-
9 протона

9 електрона 9 протона

10 електрона
Също така има йони, образувани от комбинацията на два или повече атома с нетен положителен или отрицателен заряд и се наричат ​​многоатомни йони. OH– (хидроксиден йон), CN– (цианиден йон), MnO4- (перманганатен йон) и NH4+ (амониев йон) йони са някои примери за многоатомни йони [2].

йонни съединения

Съединенията, образувани от тези връзки, са известни като йонни съединения и се характеризират с:

- Малко пластичен и висока твърдост.

- Високи точки на топене и кипене.

- Разтворими са във вода.

- Когато са в чист вид не водят електричество, обаче, когато се разтвори във вода решение полученото е електропроводимо поради наличието на разтворени йони.

- Повечето йонни съединения се намират в твърдо състояние в природата и образуват подредени кристални решетки.

Йонните съединения често се представят с емпирични формули, тъй като не са съставени от единици. дискретни молекулярни структури, но като редуващо се подреждане на катион-анион, което води до образуването на структури компактен.

Като се има предвид това, за да бъдат йонните съединения електрически неутрални, сумата от зарядите на катионите и анионите в емпиричната формула на съединението трябва да бъде нула. Понякога зарядите на катиони и аниони са числено различни и за да се спази правилото за електронеутралност на йонно съединение, неговата формула остава както следва: индексът на катиона трябва да бъде числено равен на заряда на аниона, а индексът на аниона трябва да бъде числено равен на заряда на катиона [2]. Например за магнезиев нитрид катионът е \({\rm{M}}{{\rm{g}}^{ + 2}}\), а анионът е \({{\rm{N} }^ { - 3}}\), ако добавим и двата заряда, получаваме +2 -3= -1. За да може сумата от зарядите да е нула, е необходимо зарядът на Mg да се умножи по 3 и зарядът на F с 2, следователно 3(+2) +2(-3) =0 и формулата на съединението става \({\rm{M}}{{\rm{g}}_3}{{\ rm {N}}_2}\).

Когато зарядите са числено равни, няма нужда да добавяте индекси към формулата, например за калциев оксид, където катионът е \({\rm{C}}{{\rm{a}}^{ + 2}}\) и анионът е \({{\rm{O}}^{ - 2}}\), ако ние добавете двата заряда е \( + 2 - 2 = 0\), следователно формулата на съединението е CaO.

Стабилност на йонно съединение

Стабилността на йонно съединение в твърдо състояние може да се измери от енергията на решетката, която е дефинирана като минималната енергия, необходима за разделяне на един мол твърдо йонно съединение на неговите йони в газовата фаза [3]. Енергията на решетката се определя от заряда на йоните и разстоянието между тях след закон Закон на Кулон, за да се приложи този закон е необходимо да се знае съставът и структурата на йонното съединение. Например, ако законът на Кулон се приложи към натриев хлорид (NaCl):

\(E = k\frac{{{Q_{N{a^ + }}}{Q_{C{l^ - }}}}}{r}\)

Където k е константа от пропорционалност, r е разстоянието между йоните и \({Q_{N{a^ + }}}\) и \({Q_{C{l^ - }}}\) са зарядите на \(N{a^ + }\) и \(C{l^ - }\), съответно. Като се вземе предвид знакът на заряда между двата йона (-1 за хлоридния йон и +1 за натриевия йон), енергията E е отрицателно количество, което показва, че образуването на йонната връзка \(N{a^ + }C{l^ - }\) е процес екзотермичен. Следователно, за да се прекъсне тази връзка, трябва да се достави енергия, следователно енергията на решетката на NaCl е положителна.