דוגמא לבונד יוני

הקשר היוני ניתן על ידי נוכחותם של קטיון ומין כימי אנוני עם מטענים חשמליים של סימנים מנוגדים. הוא מוגדר ככוח אלקטרוסטטי הקושר יונים בתרכובת יונית.

אטומי יסודות בעלי אנרגיות יינון נמוכות נוטים ליצור קטיונים. לעומת זאת, בעלי זיקה גבוהה של אלקטרונים נוטים ליצור אניונים.

מתכות אלקליות וארק אלקליין נוטות יותר ליצור קטיונים בתרכובות יוניות, והלוגנים וחמצן הם הסיכוי הטוב ביותר ליצירת אניונים. כתוצאה מכך, הרכב מגוון גדול של תרכובות יוניות נובע משילוב של קבוצה IA או IIA ומתכת והלוגן או חמצן.

לדוגמא, התגובה בין ליתיום לפלואור מייצרת ליתיום פלואוריד, אבקה לבנה רעילה המשמשת להורדת נקודת ההיתוך של הלחמה ובייצור קרמיקה. תצורת האלקטרונים של ליתיום היא 1s², 2s¹, וזה של פלואור הוא 1s², 2s², 2 עמ '⁵. כאשר אטומים אלה באים במגע, אלקטרון הערכיות 2¹ ליתיום מועבר לאטום הפלואור.

זה נכון להניח כי ההליך מתחיל בניתוקו של אלקטרון הליתיום, מיינן זאת כדי להגיע לערכיות החיובית 1+. זה ממשיך בקליטת האלקטרון הזה על ידי פלואור, מה שמעניק לו מטען שלילי. בסופו של דבר, יצירת הקשר היוני מתרחשת על ידי משיכה אלקטרוסטטית. תרכובת הליתיום פלואוריד תהיה ניטרלית חשמלית.

תגובות נפוצות רבות מובילות להיווצרות קשרים יוניים. לדוגמא, בעירת סידן בחמצן מייצרת תחמוצת סידן:

מולקולת החמצן הדיאטומית נפרדת לשני אטומים בודדים. אז תהיה העברה של שני אלקטרונים מאטום הסידן לכל אטום חמצן. לשניהם יהיו המטענים שלהם: לסידן 2+ לכל אטום, ולחמצן 2- לכל אטום. עם הקשר הסופי, מולקולת הסידן תחמוצת היא ניטרלית חשמלית.

אנרגיית סריג של תרכובות יוניות

בעזרת אנרגיית היינון וערכי הזיקה של האלקטרונים של היסודות ניתן לחזות מה יסודות יוצרים תרכובות יוניות, אך יש צורך גם להעריך את היציבות של סוג זה תרכובות.

אנרגיית יינון וזיקה אלקטרונית מוגדרים לתהליכים המתרחשים בשלב הגז, אם כי כל התרכובות היוניות מוצקות באטמוספירה אחת של לחץ וב- 25 ° C. מצב מוצק הוא מצב שונה מאוד מכיוון שכל קטיון מוקף במספר ספציפי של אניונים ולהיפך. כתוצאה מכך, היציבות הכוללת של התרכובת היונית המוצקה תלויה באינטראקציות של כל היונים ולא רק באינטראקציה של קטיון עם אניון.

מדד כמותי ליציבותו של כל מוצק יוני הוא שלו אנרגיית סריג, שמוגדר כ האנרגיה הדרושה להפרדה מוחלטת של שומה של תרכובת יונית מוצקה ליונים שלה במצב הגזי.

מחזור Born-Haber לקביעת אנרגיית סריג

לא ניתן למדוד ישירות את אנרגיית הסריג. עם זאת, אם ידוע על המבנה והרכבה של תרכובת יונית, ניתן לחשב את אנרגיית הסריג שלה על ידי יישום חוק קולומב, אשר קובע כי האנרגיה הפוטנציאלית בין שני יונים היא ביחס ישר לתוצר המטענים שלהם וביחס הפוך למרחק ביניהם. לעצור.

מכיוון שהמטען של הקטיון הוא חיובי ושל האניון הוא שלילי, המוצר ייתן תוצאה שלילית באנרגיה. זה מייצג תגובה אקסותרמית. כתוצאה מכך, כדי להפוך את התהליך, יש לספק אנרגיה.

ניתן גם לקבוע את אנרגיית הסריג בעקיפין אם ההנחה היא כי תרכובת יונית נוצרת בכמה שלבים. הליך זה מכונה מחזור נולד-הבר, המתייחס לאנרגיות הסריג של תרכובות יוניות עם אנרגיות יינון, זיקה אלקטרונית ותכונות אטומיות ומולקולריות אחרות. שיטה זו מבוססת על חוק הס הכמות האלגברית של תגובות כימיות, והיא פותחה על ידי מקס בורן ופריץ הבר. מחזור Born-Haber מגדיר את השלבים השונים שקדמו להיווצרות מוצק יוני.

נתרן כלורי

נתרן כלוריד הוא תרכובת יונית עם נקודת התכה של 801 מעלות צלזיוס, המוליכה חשמל במצב מותך ובתמיסה מימית. מלח סלעים הוא אחד ממקורות הנתרן כלוריד והוא נמצא בשקעים תת קרקעיים בעובי של כמה מאות מטרים. נתרן כלורי מתקבל גם ממי ים או ממי מלח (תמיסת NaCl מרוכזת) על ידי אידוי סולרי. כמו כן, הוא נמצא בטבע במינרל הנקרא הלייט.

נתרן כלורי משמש יותר מכל חומר אחר בייצור תרכובות כימיות אנאורגניות. הצריכה העולמית של חומר זה היא כ -150 מיליון טון בשנה. נתרן כלורי משמש בעיקר בייצור של תרכובות כימיות אנאורגניות אחרות, כגון גז כלור, נתרן הידרוקסיד, נתרן מתכתי, גז מימן וסודיום פחמתי. הוא משמש גם להמסת קרח ושלג בכבישים מהירים וכבישים.