Definicija ionske veze

Ionska veza je elektrostatska sila koja može držati zajedno dva iona čiji su naboji suprotni (na primjer, pozitivni/negativni) u ionskom spoju.

Citat (APA)

Marilia Guillen | kolovoz 2022
Diplomirani kemijski inženjer

Ionska veza nastaje zbog prijenosa elektrona s nižih atoma. energija ionizacije prema atomima visokog elektronskog afiniteta, što proizvodi suprotno nabijene ione privučene kulonskim silama [1]. Na primjer za sol kalijevog klorida:

Kalij ima 1 valentni elektron, što mu daje nisku energiju ionizacije elektron na klor koji ima 7 valentnih elektrona koji je karakteriziran visokim afinitetom elektronika. Rezultat prijenosa elektrona je da oba atoma imaju suprotni neto naboj. spojeni elektrostatičkim silama, osim toga, imaju elektroničku konfiguraciju zatvorene ljuske (18 elektroni).

Da bi se otkrilo je li par različitih elemenata povezan ionskom vezom, procjenjuje se razlika u elektronegativnosti čija vrijednost mora biti jednaka ili veća od 1,8 prema mjerilo iz Paulinga, na primjer:
H(2,2) F(4,1)
Na(1,0)Cl(2,8)
K(0,9)Br(2,7)

ioni

Ion je atom ili skupina atoma koji imaju neto pozitivan ili negativan naboj. Kada je atom podvrgnut a kemijska promjenakonvencionalne, broj protona i neutrona ostaje nepromijenjen, zbog čega atom zadržava svoj identitet, međutim, tijekom procesa atomi mogu izgubiti ili dobiti elektrone s posljednje razine energije (valentni elektroni): ako neutralni atom izgubi elektrone, nastaje ion s pozitivnim neto nabojem. kation (A+n); Naprotiv, ako neutralni atom dobije jedan ili više elektrona, nastaje negativno nabijen ion ili anion (A-n). Na primjer:
Atom kalcija Ca ion Ca+2
20 protona

20 elektrona 20 protona

18 elektrona
Atom fluora F Ion F-
9 protona

9 elektrona 9 protona

10 elektrona
Također, postoje ioni nastali iz kombinacije dvaju ili više atoma s neto pozitivnim ili negativnim nabojem i nazivaju se poliatomski ioni. OH– (hidroksidni ion), CN– (cijanidni ion), MnO4- (permanganatni ion) i NH4+ (amonijev ion) ioni neki su od primjera poliatomskih iona [2].

ionski spojevi

Spojevi formirani ovim vezama poznati su kao ionski spojevi i karakteriziraju ih:

- Mala duktilnost i visoka tvrdoća.

- Visoke točke taljenja i vrelišta.

- Topljivi su u vodi.

- Kada su u čistom obliku ne provode struja, međutim, kada se otopi u vodi riješenje nastalo je električki vodljivo zbog prisutnosti otopljenih iona.

- Većina ionskih spojeva nalazi se u prirodi u čvrstom stanju i tvore uređene kristalne rešetke.

Ionski spojevi često se predstavljaju empirijskim formulama jer se ne sastoje od jedinica. diskretne molekularne strukture, već kao izmjenično slaganje kationa i aniona koje dovodi do stvaranja struktura kompaktni.

Imajući ovo na umu, da bi ionski spojevi bili električki neutralni, zbroj naboja kationa i aniona u empirijskoj formuli spoja mora biti nula. Ponekad su naboji kationa i aniona numerički različiti i kako bi se poštivalo pravilo elektroneutralnosti ionskog spoja njegova formula ostaje kako slijedi: indeks kationa mora biti numerički jednak naboju aniona, a indeks aniona mora biti brojčano jednak naboju kationa [2]. Na primjer, za magnezijev nitrid, kation je \({\rm{M}}{{\rm{g}}^{ + 2}}\), a anion je \({{\rm{N} }^ { - 3}}\), ako zbrojimo oba naboja, dobit ćemo +2 -3= -1. Da bi zbroj naboja bio jednak nuli, potrebno je naboj Mg pomnožiti s 3 i naboj od F za 2, dakle, 3(+2) +2(-3) =0 i formula spoja postaje \({\rm{M}}{{\rm{g}}_3}{{\ rm {N}}_2}\).

Kada su naboji brojčano jednaki, nema potrebe dodavati indekse formuli, na primjer za kalcijev oksid, gdje je kation \({\rm{C}}{{\rm{a}}^{ + 2}}\), a anion je \({{\rm{O}}^{ - 2}}\), ako zbroj oba naboja je \( + 2 - 2 = 0\) dakle formula spoja je CaO.

Stabilnost ionskog spoja

Stabilnost ionskog spoja u čvrstom stanju može se mjeriti iz energije rešetke, koja je definiran kao minimalna energija potrebna za razdvajanje jednog mola čvrstog ionskog spoja na njegove ione u plinovitoj fazi [3]. Energija rešetke definirana je u smislu naboja iona i udaljenosti između njih zakon Coulombov zakon, za primjenu ovog zakona potrebno je poznavati sastav i strukturu ionskog spoja. Na primjer, ako se Coulombov zakon primijeni na natrijev klorid (NaCl):

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

Gdje je k konstanta od proporcionalnost, r je udaljenost između iona i \({Q_{N{a^ + }}}\) i \({Q_{C{l^ - }}}\) su naboji \(N{a^ + }\) odnosno \(C{l^ - }\). Uzimajući u obzir predznak naboja između oba iona (-1 za kloridni ion i +1 za natrijev ion), energija E je negativna veličina koja pokazuje da je stvaranje ionske veze \(N{a^ + }C{l^ - }\) proces egzotermna. Posljedično, za raskid ove veze potrebna je energija, stoga je energija rešetke NaCl pozitivna.