Ionic Bond määritelmä

Ionisidos on sähköstaattinen voima, joka pystyy pitämään yhdessä kaksi ionia, joiden varaukset ovat vastakkaisia ​​(esimerkiksi positiivisia/negatiivisia) ionisessa yhdisteessä.

Lainaus (APA)

Marilia Guillen | elokuu 2022
kemian kandidaatti

Ionisidos syntyy elektronien siirtymisen seurauksena alemmista atomeista. Energiaa ionisoituminen kohti korkean elektronisen affiniteetin atomeja, mikä tuottaa vastakkaisesti varautuneita ioneja, jotka vetävät puoleensa kulomivoimia [1]. Esimerkiksi kaliumkloridisuolalle:

Kaliumilla on 1 valenssielektroni, jolla on alhainen ionisaatioenergia elektroni klooriksi, jossa on 7 valenssielektronia, jolle on tunnusomaista korkea affiniteetti elektroniikka. Elektroninsiirron seurauksena molemmille atomeille jää vastakkainen nettovaraus. sähköstaattisten voimien yhdistämillä on lisäksi suljetun kuoren elektroninen konfiguraatio (18 elektronit).

Sen selvittämiseksi, onko eri alkuaineiden pari yhdistetty ionisidoksella, arvioidaan elektronegatiivisuuden ero, jonka arvon on oltava yhtä suuri tai suurempi kuin 1,8.

ioneja

Ioni on atomi tai atomiryhmä, jolla on positiivinen tai negatiivinen nettovaraus. Kun atomi altistetaan a kemiallinen muutostavanomaista, protonien ja neutronien määrä pysyy ennallaan, minkä vuoksi atomi säilyttää identiteettiprosessin aikana atomit voivat kuitenkin menettää tai saada elektroneja viimeiseltä energiatasolta (valenssielektronit): jos neutraali atomi menettää elektroneja, muodostuu ioni, jolla on positiivinen nettovaraus. kationi (A+n); Päinvastoin, jos neutraali atomi saa yhden tai useamman elektronin, muodostuu negatiivisesti varautunut ioni tai anioni (A-n). Esimerkiksi:
Kalsiumatomi Ca-ioni Ca+2
20 protonia

20 elektronia 20 protonia

18 elektronia
Fluoriatomi F-ioni F-
9 protonia

9 elektronia 9 protonia

10 elektronia
Lisäksi on ioneja, jotka muodostuvat kahden tai useamman atomin yhdistelmästä, joilla on positiivinen tai negatiivinen nettovaraus, ja niitä kutsutaan polyatomisiksi ioneiksi. OH– (hydroksidi-ioni), CN– (syanidi-ioni), MnO4- (permanganaatti-ioni) ja NH4+ (ammoniumioni) ovat esimerkkejä moniatomisista ioneista [2].

ioniset yhdisteet

Näiden sidosten muodostamat yhdisteet tunnetaan ioniyhdisteinä ja niille on tunnusomaista:

- Vähän sitkeä ja korkea kovuus.

- Korkeat sulamis- ja kiehumispisteet.

- Ne liukenevat veteen.

- Kun ne ovat puhtaassa muodossa, ne eivät suorita sähköäkuitenkin veteen liuotettuna ratkaisu tuloksena oleva sähköä johtava liuenneiden ionien läsnäolon vuoksi.

- Suurin osa ionisista yhdisteistä esiintyy luonnossa kiinteässä olomuodossa ja muodostaa järjestyneitä kidehiloja.

Ioniyhdisteet esitetään usein empiirisin kaavoin, koska ne eivät koostu yksiköistä. erillisinä molekyylirakenteina, mutta vuorottelevina kationi-anionipinoina, jotka johtavat rakenteiden muodostumiseen kompakti.

Tämä pitää mielessä, jotta ioniset yhdisteet olisivat sähköisesti neutraaleja, yhdisteen empiirisessä kaavassa olevien kationien ja anionien varausten summan on oltava nolla. Joskus kationien ja anionien varaukset ovat numeerisesti erilaisia ​​ja ioniyhdisteen sähköneutraalisuuden säännön noudattamiseksi sen kaava säilyy seuraavasti: kationin alaindeksin on oltava numeerisesti yhtä suuri kuin anionin varaus ja anionin alaindeksin on oltava numeerisesti yhtä suuri kuin kationin varaus [2]. Esimerkiksi magnesiumnitridin kationi on \({\rm{M}}{{\rm{g}}^{ + 2}}\) ja anioni on \({{\rm{N} }^ { - 3}}\), jos lisäämme molemmat maksut, saamme +2 -3= -1. Jotta varausten summa olisi nolla, on Mg: n varaus kerrottava kolmella ja varaus F: stä 2, joten 3(+2) +2(-3) =0 ja yhdisteen kaava tulee \({\rm{M}}{{\rm{g}}_3}{{\ rm {N}}_2}\).

Kun varaukset ovat numeerisesti yhtä suuret, kaavaan ei tarvitse lisätä alaindeksiä esimerkiksi kalsiumoksidille, jossa kationi on \({\rm{C}}{{\rm{a}}^{ + 2}}\) ja anioni on \({{\rm{O}}^{ - 2}}\), jos lisää molemmat varaukset on \( + 2 - 2 = 0\), joten yhdisteen kaava on CaO.

Ionisen yhdisteen stabiilius

Ioniyhdisteen stabiilisuus kiinteässä tilassa voidaan mitata hilaenergiasta, joka on määritellään vähimmäisenergiaksi, joka tarvitaan yhden moolin kiinteää ionista yhdistettä erottamiseen ioneiksi kaasufaasissa [3]. Hilan energia määritellään ionien varauksella ja niiden välisellä etäisyydellä sen jälkeen laki Coulombin laki, tämän lain soveltamiseksi on tiedettävä ioniyhdisteen koostumus ja rakenne. Esimerkiksi jos Coulombin lakia sovelletaan natriumkloridiin (NaCl):

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

Missä k on vakio suhteellisuus, r on ionien välinen etäisyys ja \({Q_{N{a^ + }}}\) ja \({Q_{C{l^ - }}}\) ovat \(N{a^ + }\) ja \(C{l^ - }\). Kun otetaan huomioon molempien ionien välisen varauksen etumerkki (-1 kloridi-ionille ja +1 natriumionille), energia E on negatiivinen suure, joka osoittaa, että ionisidoksen \(N{a^ + }C{l^ - }\) muodostuminen on prosessi eksoterminen. Näin ollen tämän sidoksen katkaisemiseksi on syötettävä energiaa, joten NaCl: n hilaenergia on positiivinen.