Definice iontové vazby

Iontová vazba je elektrostatická síla schopná držet pohromadě dva ionty, jejichž náboje jsou opačné (například kladný/záporný) v iontové sloučenině.

Citace (APA)

Marilia Guillenová | Aug. 2022
Bakalář chemie

Iontová vazba probíhá v důsledku přenosu elektronů z nižších atomů. Energie ionizace směrem k atomům s vysokou elektronovou afinitou, která produkuje opačně nabité ionty přitahované coulombickými silami [1]. Například pro chlorid draselný:

Draslík má 1 valenční elektron, který má nízkou ionizační energii elektronu na chlór, který má 7 valenčních elektronů, který se vyznačuje vysokou afinitou elektronika. Výsledkem přenosu elektronů je, že oběma atomům zůstane opačný celkový náboj. spojené elektrostatickými silami, navíc mají uzavřenou elektronickou konfiguraci pláště (18 elektrony).

Pro zjištění, zda je dvojice různých prvků spojena iontovou vazbou, se vyhodnotí rozdíl v elektronegativitě, jehož hodnota musí být rovna nebo větší než 1,8 podle měřítko například od Paulinga:
H(2,2) F(4,1)
Na(1,0)Cl(2,8)
K(0,9)Br(2,7)

ionty

Iont je atom nebo skupina atomů, která má čistý kladný nebo záporný náboj. Když je atom vystaven a chemická změnakonvenční, počet protonů a neutronů zůstává nezměněn, a proto si atom zachovává svůj identitaběhem procesu však atomy mohou ztratit nebo získat elektrony z poslední energetické hladiny (valenční elektrony): pokud neutrální atom ztratí elektrony, vznikne iont s kladným síťovým nábojem. kation (A+n); Naopak, pokud neutrální atom získá jeden nebo více elektronů, vytvoří se záporně nabitý iont nebo anion (A-n). Například:
Atom vápníku Ca Ion Ca+2
20 protonů

20 elektronů 20 protonů

18 elektronů
Atom fluoru F Ion F-
9 protonů

9 elektronů 9 protonů

10 elektronů
Také existují ionty vytvořené kombinací dvou nebo více atomů s čistým kladným nebo záporným nábojem a nazývají se polyatomické ionty. OH– (hydroxidový iont), CN– (kyanidový iont), MnO4- (manganistanový iont) a NH4+ (amonný iont) jsou některé příklady polyatomických iontů [2].

iontové sloučeniny

Sloučeniny vytvořené těmito vazbami jsou známé jako iontové sloučeniny a jsou charakterizovány:

- Málo tažný a vysoká tvrdost.

- Vysoké body tání a varu.

- Jsou rozpustné ve vodě.

- Když jsou v čisté formě, nevedou elektřinaavšak při rozpuštění ve vodě řešení výsledný je elektricky vodivý díky přítomnosti rozpuštěných iontů.

- Většina iontových sloučenin se v přírodě nachází v pevném stavu a tvoří uspořádané krystalové mřížky.

Iontové sloučeniny jsou často reprezentovány empirickými vzorci, protože nejsou tvořeny jednotkami. diskrétní molekulární struktury, ale jako střídající se vrstvení kationtů a aniontů, které vedou k tvorbě struktur kompaktní.

S ohledem na to, aby byly iontové sloučeniny elektricky neutrální, musí být součet nábojů kationtů a aniontů v empirickém vzorci sloučeniny nulový. Někdy jsou náboje kationtů a aniontů číselně odlišné a pro dodržení pravidla elektroneutrality iontové sloučeniny zůstává její vzorec takto: dolní index kationtu se musí číselně rovnat náboji aniontu a dolní index aniontu se musí číselně rovnat náboji kationtu [2]. Například pro nitrid hořečnatý je kationtem \({\rm{M}}{{\rm{g}}^{ + 2}}\) a aniontem je \({{\rm{N} }^ { - 3}}\), pokud sečteme oba náboje, dostaneme +2 -3= -1. Aby byl součet nábojů nulový, je nutné náboj Mg vynásobit 3 a náboj z F o 2, tedy 3(+2) +2(-3) =0 a vzorec sloučeniny se stane \({\rm{M}}{{\rm{g}}_3}{{\ rm {N}}_2}\).

Když jsou náboje číselně stejné, není třeba přidávat indexy do vzorce, například pro oxid vápenatý, kde je kation \({\rm{C}}{{\rm{a}}^{ + 2}}\) a anion je \({{\rm{O}}^{ - 2}}\), pokud přidat oba náboje je \( + 2 - 2 = 0\), proto vzorec sloučeniny je CaO.

Stabilita iontové sloučeniny

Stabilita iontové sloučeniny v pevném stavu může být měřena z energie mřížky, která je definována jako minimální energie potřebná k oddělení jednoho molu pevné iontové sloučeniny na její ionty v plynné fázi [3]. Energie mřížky je definována z hlediska náboje iontů a vzdálenosti mezi nimi následující zákon Coulombův zákon, pro aplikaci tohoto zákona je nutné znát složení a strukturu iontové sloučeniny. Pokud je například Coulombův zákon aplikován na chlorid sodný (NaCl):

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

Kde, k je konstanta proporcionality, r je vzdálenost mezi ionty a \({Q_{N{a^ + }}}\) a \({Q_{C{l^ - }}}\) jsou náboje \(N{a^ + }\) a \(C{l^ - }\). Vezmeme-li v úvahu znaménko náboje mezi oběma ionty (-1 pro chloridový iont a +1 pro ion sodný), energie E je záporná veličina indikující, že tvorba iontové vazby \(N{a^ + }C{l^ - }\) je proces exotermický. K přerušení této vazby je tedy nutné dodat energii, proto je mřížková energie NaCl kladná.