იონური ბმის განმარტება

იონური ბმა არის ელექტროსტატიკური ძალა, რომელსაც შეუძლია შეაერთოს ორი იონი, რომელთა მუხტები საპირისპიროა (მაგალითად, დადებითი/უარყოფითი) იონურ ნაერთში.

ციტატა (APA)

მარილია გილენი | აგვ. 2022
ქიმიის ბაკალავრი

იონური ბმა ხდება ქვედა ატომებიდან ელექტრონების გადაცემის გამო. ენერგია იონიზაცია მაღალი ელექტრონული აფინურობის ატომების მიმართ, რომელიც წარმოქმნის საპირისპიროდ დამუხტულ იონებს, რომლებიც მოზიდულია კულონური ძალებით [1]. მაგალითად, კალიუმის ქლორიდის მარილისთვის:

კალიუმს აქვს 1 ვალენტური ელექტრონი, რომელსაც აქვს დაბალი იონიზაციის ენერგია ელექტრონი ქლორთან, რომელსაც აქვს 7 ვალენტური ელექტრონი, რომელიც ხასიათდება მაღალი აფინურობით ელექტრონიკა. ელექტრონის გადაცემის შედეგი არის ის, რომ ორივე ატომს რჩება საპირისპირო წმინდა მუხტი. ელექტროსტატიკური ძალებით მიერთებული, გარდა ამისა, აქვს დახურული გარსის ელექტრონული კონფიგურაცია (18 ელექტრონები).

იმის გასარკვევად, არის თუ არა იონური კავშირით დაკავშირებული სხვადასხვა ელემენტების წყვილი, ფასდება ელექტრონეგატიურობის განსხვავება, რომლის მნიშვნელობა უნდა იყოს ტოლი ან მეტი 1,8-ის მიხედვით.

იონები

იონი არის ატომი ან ატომების ჯგუფი, რომელსაც აქვს წმინდა დადებითი ან უარყოფითი მუხტი. როდესაც ატომი ექვემდებარება ა ქიმიური ცვლილებაჩვეულებრივიპროტონებისა და ნეიტრონების რაოდენობა უცვლელი რჩება, რის გამოც ატომი ინარჩუნებს თავის ვინაობათუმცა, პროცესის დროს ატომებს შეუძლიათ დაკარგონ ან მოიპოვონ ელექტრონები ბოლო ენერგეტიკული დონიდან (ვალენტური ელექტრონები): თუ ნეიტრალური ატომი კარგავს ელექტრონებს, წარმოიქმნება იონი დადებითი წმინდა მუხტით. კატიონი (A+n); პირიქით, თუ ნეიტრალური ატომი მოიპოვებს ერთ ან მეტ ელექტრონს, წარმოიქმნება უარყოფითად დამუხტული იონი ან ანიონი (A-n). Მაგალითად:
კალციუმის ატომი Ca Ion Ca+2
20 პროტონი

20 ელექტრონი 20 პროტონი

18 ელექტრონი
ფტორის ატომი F იონი F-
9 პროტონი

9 ელექტრონი 9 პროტონი

10 ელექტრონი
ასევე, არსებობს იონები, რომლებიც წარმოიქმნება ორი ან მეტი ატომის შერწყმით წმინდა დადებითი ან უარყოფითი მუხტით და მათ უწოდებენ პოლიატომურ იონებს. OH– (ჰიდროქსიდის იონი), CN– (ციანიდის იონი), MnO4- (პერმანგანატის იონი) და NH4+ (ამონიუმის იონი) პოლიატომური იონების რამდენიმე მაგალითია [2].

იონური ნაერთები

ამ ობლიგაციებით წარმოქმნილი ნაერთები ცნობილია, როგორც იონური ნაერთები და ხასიათდება:

- მცირე დრეკადი და მაღალი სიხისტე.

- მაღალი დნობის და დუღილის წერტილები.

- წყალში ხსნადია.

- როდესაც ისინი სუფთა სახით არიან, ისინი არ ატარებენ ელექტროობათუმცა წყალში გახსნისას გამოსავალი შედეგად მიღებული ელექტრული გამტარია გახსნილი იონების არსებობის გამო.

- იონური ნაერთების უმეტესობა ბუნებაში მყარ მდგომარეობაშია და ქმნიან მოწესრიგებულ კრისტალურ გისოსებს.

იონური ნაერთები ხშირად წარმოდგენილია ემპირიული ფორმულებით, რადგან ისინი არ შედგება ერთეულებისგან. დისკრეტული მოლეკულური სტრუქტურები, მაგრამ როგორც ალტერნატიული კატიონ-ანიონური დაწყობა, რომელიც იწვევს სტრუქტურების წარმოქმნას კომპაქტური.

ამის გათვალისწინებით, იმისთვის, რომ იონური ნაერთები იყოს ელექტრული ნეიტრალური, კათიონებისა და ანიონების მუხტების ჯამი ნაერთის ემპირიულ ფორმულაში უნდა იყოს ნული. ზოგჯერ კატიონებისა და ანიონების მუხტები რიცხობრივად განსხვავებულია და იონური ნაერთის ელექტრონეიტრალურობის წესის შესასრულებლად მისი ფორმულა რჩება. შემდეგნაირად: კატიონის სუბსკრიპტი რიცხობრივად უნდა იყოს ანიონის მუხტის ტოლი, ხოლო ანიონის სუბსკრიპტი რიცხობრივად უნდა იყოს კატიონის მუხტის ტოლი. [2]. მაგალითად, მაგნიუმის ნიტრიდისთვის, კატიონი არის \({\rm{M}}{{\rm{g}}^{ + 2}}\) და ანიონი არის \({{\rm{N} }^ { - 3}}\), თუ ორივე მუხტს დავუმატებთ, მივიღებთ +2 -3= -1. იმისათვის, რომ მუხტების ჯამი იყოს ნული, საჭიროა Mg-ის მუხტი გავამრავლოთ 3-ზე და მუხტი. F-დან 2-ით, შესაბამისად, 3(+2) +2(-3) =0 და ნაერთის ფორმულა ხდება \({\rm{M}}{{\rm{g}}_3}{{\ rm {N}}_2}\).

როდესაც მუხტები რიცხობრივად ტოლია, არ არის საჭირო ფორმულაში ხელმოწერების დამატება, მაგალითად, კალციუმის ოქსიდისთვის, სადაც კატიონია. \({\rm{C}}{{\rm{a}}^{ + 2}}\) და ანიონი არის \({{\rm{O}}^{ - 2}}\), თუ ჩვენ ორივე მუხტის დამატება არის \( + 2 - 2 = 0\) ამიტომ ნაერთის ფორმულა არის CaO.

იონური ნაერთის სტაბილურობა

იონური ნაერთის მდგრადობა მყარ მდგომარეობაში შეიძლება გაიზომოს მედის ენერგიისგან, რაც არის განისაზღვრება, როგორც მინიმალური ენერგია, რომელიც საჭიროა ერთი მოლი მყარი იონური ნაერთის იონებად გასაყოფად გაზის ფაზაში [3]. გისოსების ენერგია განისაზღვრება იონების მუხტისა და მათ შორის მანძილის მიხედვით კანონი კულონის კანონი, ამ კანონის გამოსაყენებლად აუცილებელია იონური ნაერთის შემადგენლობა და სტრუქტურა. მაგალითად, თუ კულონის კანონი გამოიყენება ნატრიუმის ქლორიდზე (NaCl):

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

სადაც, k არის მუდმივი პროპორციულობა, r არის მანძილი იონებს შორის და \({Q_{N{a^ + }}}\) და \({Q_{C{l^ - }}}\) არის \(N{a^ +-ის მუხტები }\) და \(C{l^ - }\), შესაბამისად. ორივე იონს შორის მუხტის ნიშნის გათვალისწინებით (-1 ქლორიდის იონისთვის და +1 ნატრიუმის იონისთვის), ენერგია E არის უარყოფითი სიდიდე, რომელიც მიუთითებს იმაზე, რომ იონური ბმის წარმოქმნა \(N{a^ + }C{l^ - }\) არის პროცესი. ეგზოთერმული. შესაბამისად, ამ ბმის გასაწყვეტად საჭიროა ენერგიის მიწოდება, შესაბამისად, NaCl-ის ბადის ენერგია დადებითია.