Ορισμός ιοντικού δεσμού

Ένας ιονικός δεσμός είναι μια ηλεκτροστατική δύναμη ικανή να συγκρατεί μαζί δύο ιόντα των οποίων τα φορτία είναι αντίθετα (για παράδειγμα, θετικά/αρνητικά) σε μια ιοντική ένωση.

Προσφορά (APA)

Μαρίλια Γκίλεν | Αύγ. 2022
Πτυχίο Χημείας

Ένας ιοντικός δεσμός λαμβάνει χώρα λόγω της μεταφοράς ηλεκτρονίων από κατώτερα άτομα. Ενέργεια ιοντισμού προς άτομα υψηλής ηλεκτρονικής συγγένειας, που παράγει αντίθετα φορτισμένα ιόντα που έλκονται από κουλομβικές δυνάμεις [1]. Για παράδειγμα για το άλας χλωριούχου καλίου:

Το κάλιο έχει 1 ηλεκτρόνιο σθένους, αυτό με χαμηλή ενέργεια ιονισμού δίνει το ηλεκτρόνιο προς χλώριο που έχει 7 ηλεκτρόνια σθένους που χαρακτηρίζεται από υψηλή συγγένεια ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΙΔΗ. Το αποτέλεσμα της μεταφοράς ηλεκτρονίων είναι ότι και τα δύο άτομα παραμένουν με αντίθετο καθαρό φορτίο. που ενώνονται με ηλεκτροστατικές δυνάμεις, επιπλέον, έχουν ηλεκτρονική διαμόρφωση κλειστού κελύφους (18 ηλεκτρόνια).

Για να διαπιστωθεί εάν ένα ζεύγος διαφορετικών στοιχείων συνδέονται με ιονικούς δεσμούς, αξιολογείται η διαφορά στην ηλεκτραρνητικότητα, της οποίας η τιμή πρέπει να είναι ίση ή μεγαλύτερη από 1,8 σύμφωνα με

ιόντων

Ένα ιόν είναι ένα άτομο ή μια ομάδα ατόμων που έχει καθαρό θετικό ή αρνητικό φορτίο. Όταν ένα άτομο υποβάλλεται σε α χημική αλλαγήσυμβατικός, ο αριθμός των πρωτονίων και των νετρονίων παραμένει αμετάβλητος, γι' αυτό το άτομο διατηρεί Ταυτότητα, ωστόσο, κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, τα άτομα μπορούν να χάσουν ή να αποκτήσουν ηλεκτρόνια από το τελευταίο ενεργειακό επίπεδο (ηλεκτρόνια σθένους): εάν ένα ουδέτερο άτομο χάσει ηλεκτρόνια, σχηματίζεται ένα ιόν με θετικό καθαρό φορτίο. κατιόν (A+n); Αντίθετα, εάν το ουδέτερο άτομο αποκτήσει ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια, σχηματίζεται ένα αρνητικά φορτισμένο ιόν ή ανιόν (A-n). Για παράδειγμα:
Άτομο ασβεστίου Ca ιόν Ca+2
20 πρωτόνια

20 ηλεκτρόνια 20 πρωτόνια

18 ηλεκτρόνια
Άτομο φθορίου F ιόν F-
9 πρωτόνια

9 ηλεκτρόνια 9 πρωτόνια

10 ηλεκτρόνια
Επίσης, υπάρχουν ιόντα που σχηματίζονται από το συνδυασμό δύο ή περισσότερων ατόμων με καθαρό θετικό ή αρνητικό φορτίο και ονομάζονται πολυατομικά ιόντα. Τα ιόντα OH- (ιόν υδροξειδίου), CN- (ιόν κυανιδίου), MnO4- (ιόν υπερμαγγανικού) και NH4+ (ιόν αμμωνίου) είναι μερικά παραδείγματα πολυατομικών ιόντων [2].

ιοντικές ενώσεις

Οι ενώσεις που σχηματίζονται από αυτούς τους δεσμούς είναι γνωστές ως ιοντικές ενώσεις και χαρακτηρίζονται από:

- Λίγο όλκιμο και υψηλή σκληρότητα.

- Υψηλά σημεία τήξης και βρασμού.

- Είναι διαλυτά στο νερό.

- Όταν είναι σε καθαρή μορφή δεν διεξάγουν την ηλεκτρική ενέργεια, ωστόσο, όταν διαλυθεί σε νερό λύση που προκύπτει είναι ηλεκτρικά αγώγιμο λόγω της παρουσίας διαλυμένων ιόντων.

- Οι περισσότερες ιοντικές ενώσεις βρίσκονται σε στερεή κατάσταση στη φύση και σχηματίζουν διατεταγμένα κρυσταλλικά πλέγματα.

Οι ιοντικές ενώσεις συχνά αντιπροσωπεύονται από εμπειρικούς τύπους επειδή δεν αποτελούνται από μονάδες. διακριτές μοριακές δομές, αλλά ως εναλλασσόμενη στοίβαξη κατιόντων-ανιόντων που προκαλούν το σχηματισμό δομών συμπαγής.

Έχοντας αυτό υπόψη, για να είναι ηλεκτρικά ουδέτερες οι ιοντικές ενώσεις, το άθροισμα των φορτίων των κατιόντων και των ανιόντων στον εμπειρικό τύπο της ένωσης πρέπει να είναι μηδέν. Μερικές φορές τα φορτία κατιόντων και ανιόντων είναι αριθμητικά διαφορετικά και για να συμμορφώνονται με τον κανόνα της ηλεκτροουδετερότητας μιας ιοντικής ένωσης ο τύπος της παραμένει ως εξής: ο δείκτης του κατιόντος πρέπει να είναι αριθμητικά ίσος με το φορτίο του ανιόντος και ο δείκτης του ανιόντος πρέπει να είναι αριθμητικά ίσος με το φορτίο του κατιόντος [2]. Για παράδειγμα, για το νιτρίδιο του μαγνησίου, το κατιόν είναι \({\rm{M}}{{\rm{g}}^{ + 2}}\) και το ανιόν είναι \({{\rm{N} }^ { - 3}}\), αν προσθέσουμε και τις δύο χρεώσεις, παίρνουμε +2 -3= -1. Προκειμένου το άθροισμα των φορτίων να οδηγήσει σε μηδέν, είναι απαραίτητο να πολλαπλασιαστεί το φορτίο του Mg επί 3 και το φορτίο του F επί 2, επομένως, 3(+2) +2(-3) =0 και ο τύπος της ένωσης γίνεται \({\rm{M}}{{\rm{g}}_3}{{\ rm {N}}_2}\).

Όταν τα φορτία είναι αριθμητικά ίσα, δεν χρειάζεται να προστεθούν δείκτες στον τύπο, για παράδειγμα για το οξείδιο του ασβεστίου, όπου το κατιόν είναι \({\rm{C}}{{\rm{a}}^{ + 2}}\) και το ανιόν είναι \({{\rm{O}}^{ - 2}}\), αν προσθέστε και τα δύο φορτία είναι \( + 2 - 2 = 0\) επομένως ο τύπος της ένωσης είναι CaO.

Σταθερότητα ιοντικής ένωσης

Η σταθερότητα μιας ιοντικής ένωσης στη στερεά κατάσταση μπορεί να μετρηθεί από την ενέργεια του πλέγματος, η οποία είναι ορίζεται ως η ελάχιστη ενέργεια που απαιτείται για τον διαχωρισμό ενός mol στερεάς ιοντικής ένωσης στα ιόντα της στην αέρια φάση [3]. Η ενέργεια του πλέγματος ορίζεται ως προς το φορτίο των ιόντων και την απόσταση μεταξύ τους μετά από το νόμος Ο νόμος Coulomb, για να εφαρμοστεί αυτός ο νόμος είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε τη σύνθεση και τη δομή για την ιοντική ένωση. Για παράδειγμα, εάν ο νόμος του Coulomb εφαρμόζεται στο χλωριούχο νάτριο (NaCl):

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

Όπου, k είναι μια σταθερά του αναλογικότητα, r είναι η απόσταση μεταξύ ιόντων και \({Q_{N{a^ + }}}\) και \({Q_{C{l^ - }}}\) είναι τα φορτία του \(N{a^ + }\) και \(C{l^ - }\), αντίστοιχα. Λαμβάνοντας υπόψη το πρόσημο του φορτίου μεταξύ των δύο ιόντων (-1 για το ιόν χλωρίου και +1 για το ιόν νατρίου), η ενέργεια Το E είναι ένα αρνητικό μέγεθος που δείχνει ότι ο σχηματισμός του ιοντικού δεσμού \(N{a^ + }C{l^ - }\) είναι μια διαδικασία εξώθερμη. Κατά συνέπεια, για να σπάσει αυτός ο δεσμός, πρέπει να παρέχεται ενέργεια, επομένως, η ενέργεια του πλέγματος του NaCl είναι θετική.