Ionische Bindungsdefinition

Eine Ionenbindung ist eine elektrostatische Kraft, die in der Lage ist, zwei Ionen zusammenzuhalten, deren Ladungen in einer Ionenverbindung entgegengesetzt sind (z. B. positiv/negativ).

Zitat (APA)

Marilia Güllen | Aug. 2022
Bachelor in Chemie

Eine ionische Bindung findet aufgrund der Übertragung von Elektronen von niederen Atomen statt. Energie der Ionisation gegenüber Atomen mit hoher elektronischer Affinität, die entgegengesetzt geladene Ionen erzeugt, die von Coulomb-Kräften angezogen werden [1]. Zum Beispiel für Kaliumchloridsalz:

Kalium hat 1 Valenzelektron, das diesem eine geringe Ionisationsenergie verleiht Elektron zu Chlor mit 7 Valenzelektronen, das sich durch eine hohe Affinität auszeichnet Elektronik. Das Ergebnis des Elektronentransfers ist, dass beide Atome mit einer entgegengesetzten Nettoladung zurückbleiben. verbunden durch elektrostatische Kräfte haben zusätzlich eine elektronische Konfiguration mit geschlossener Schale (18 Elektronen).

Um herauszufinden, ob ein Paar verschiedener Elemente durch Ionenbindung verbunden ist, wird die Differenz der Elektronegativität ausgewertet, deren Wert gemäß der gleich oder größer als 1,8 sein muss

Ionen

Ein Ion ist ein Atom oder eine Gruppe von Atomen mit einer positiven oder negativen Nettoladung. Wenn ein Atom a ausgesetzt wird chemische Veränderungkonventionellbleibt die Zahl der Protonen und Neutronen unverändert, weshalb das Atom seine behält Identität, jedoch können Atome während des Prozesses Elektronen aus dem letzten Energieniveau verlieren oder gewinnen (Valenzelektronen): Gibt ein neutrales Atom Elektronen ab, entsteht ein Ion mit positiver Nettoladung. Kation (A+n); Nimmt dagegen das neutrale Atom ein oder mehrere Elektronen auf, entsteht ein negativ geladenes Ion oder Anion (A-n). Zum Beispiel:
Calciumatom Ca Ion Ca+2
20 Protonen

20 Elektronen 20 Protonen

18 Elektronen
Fluoratom F Ion F-
9 Protonen

9 Elektronen 9 Protonen

10 Elektronen
Es gibt auch Ionen, die aus der Kombination von zwei oder mehr Atomen mit einer positiven oder negativen Nettoladung gebildet werden und als mehratomige Ionen bezeichnet werden. OH– (Hydroxid-Ion), CN– (Cyanid-Ion), MnO4– (Permanganation) und NH4+ (Ammonium-Ion)-Ionen sind einige Beispiele für mehratomige Ionen [2].

ionische Verbindungen

Die durch diese Bindungen gebildeten Verbindungen werden als ionische Verbindungen bezeichnet und sind gekennzeichnet durch:

- Wenig dehnbar und hohe Härte.

- Hohe Schmelz- und Siedepunkte.

- Sie sind wasserlöslich.

- Wenn sie in reiner Form vorliegen, leiten sie das nicht Elektrizitätjedoch, wenn es in Wasser gelöst wird Lösung Das Ergebnis ist aufgrund des Vorhandenseins gelöster Ionen elektrisch leitfähig.

- Die meisten ionischen Verbindungen kommen in der Natur im festen Zustand vor und bilden geordnete Kristallgitter.

Ionische Verbindungen werden oft durch Summenformeln dargestellt, da sie nicht aus Einheiten aufgebaut sind. diskrete molekulare Strukturen, sondern als alternierende Kation-Anion-Stapelung, die zur Bildung von Strukturen führt kompakt.

Damit ionische Verbindungen elektrisch neutral sind, muss die Summe der Ladungen der Kationen und Anionen in der Summenformel der Verbindung null sein. Manchmal sind die Ladungen von Kationen und Anionen numerisch unterschiedlich und um die Elektroneutralitätsregel einer ionischen Verbindung einzuhalten, bleibt ihre Formel erhalten wie folgt: Der Index des Kations muss numerisch gleich der Ladung des Anions sein, und der Index des Anions muss numerisch gleich der Ladung des Kations sein [2]. Beispielsweise ist für Magnesiumnitrid das Kation \({\rm{M}}{{\rm{g}}^{ + 2}}\) und das Anion \({{\rm{N} }^). { - 3}}\), wenn wir beide Ladungen addieren, erhalten wir +2 -3= -1. Damit die Summe der Ladungen Null ergibt, muss die Ladung des Mg mit 3 und der Ladung multipliziert werden von F durch 2, daher ist 3(+2) +2(-3) =0 und die Formel der Verbindung wird zu \({\rm{M}}{{\rm{g}}_3}{{\ rm {N}}_2}\).

Wenn die Ladungen zahlenmäßig gleich sind, müssen der Formel keine Indizes hinzugefügt werden, beispielsweise für Calciumoxid, wo sich das Kation befindet \({\rm{C}}{{\rm{a}}^{ + 2}}\) und das Anion ist \({{\rm{O}}^{ - 2}}\), wenn wir addieren Sie beide Ladungen ist \( + 2 - 2 = 0\) daher ist die Formel der Verbindung CaO.

Stabilität einer ionischen Verbindung

Die Stabilität einer ionischen Verbindung im Festkörper kann anhand der Gitterenergie gemessen werden definiert als die minimale Energie, die erforderlich ist, um ein Mol einer festen ionischen Verbindung in ihre Ionen in der Gasphase zu trennen [3]. Die Gitterenergie wird in Bezug auf die Ladung der Ionen und den Abstand zwischen ihnen nach der definiert Gesetz Coulomb-Gesetz, um dieses Gesetz anzuwenden, ist es notwendig, die Zusammensetzung und Struktur für die ionische Verbindung zu kennen. Wenn zum Beispiel das Coulombsche Gesetz auf Natriumchlorid (NaCl) angewendet wird:

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

Wobei k eine Konstante von ist Verhältnismäßigkeit, r ist der Abstand zwischen Ionen und \({Q_{N{a^ + }}}\) und \({Q_{C{l^ - }}}\) sind die Ladungen von \(N{a^ + ). }\) bzw. \(C{l^ - }\). Unter Berücksichtigung des Ladungsvorzeichens zwischen beiden Ionen (-1 für das Chloridion und +1 für das Natriumion) ergibt sich die Energie E ist eine negative Größe, die anzeigt, dass die Bildung der Ionenbindung \(N{a^ + }C{l^ - }\) ein Prozess ist exotherm. Folglich muss zum Aufbrechen dieser Bindung Energie zugeführt werden, daher ist die Gitterenergie von NaCl positiv.