იონური ბონდის მაგალითი

იონურ კავშირს იძლევა კატიონისა და ანიონის, ქიმიური სახეობების არსებობა საპირისპირო ნიშნების ელექტრული მუხტებით. იგი განისაზღვრება, როგორც ელექტროსტატიკური ძალა, რომელიც აერთებს იონებს იონურ ნაერთში.

დაბალი იონიზაციის ენერგიის მქონე ელემენტების ატომები ქმნიან კათიონებს. ამის საპირისპიროდ, მათ, ვისაც მაღალი ელექტრონული მიდრეკილება აქვთ, ანიონები ქმნიან.

ტუტე და ტუტე მიწის მეტალები უფრო მეტად ქმნიან კატიონებს იონურ ნაერთებში, ხოლო ჰალოგენები და ჟანგბადი ყველაზე მეტად ქმნიან ანიონებს. შედეგად, მრავალფეროვანი იონური ნაერთების შემადგენლობა წარმოიქმნება ჯგუფის IA ან IIA ლითონისა და ჰალოგენის ან ჟანგბადის კომბინაციით.

მაგალითად, ლითიუმსა და ფტორს შორის რეაქცია წარმოქმნის ლითიუმის ფტორს, შხამიან თეთრ ფხვნილს, რომელიც გამოიყენება დუღილის დნობის წერტილის შესამცირებლად და კერამიკის წარმოებაში. ლითიუმის ელექტრონული კონფიგურაცია არის 1s², 2s¹, და ფტორის არის 1s², 2s², 2 გვ⁵. როდესაც ეს ატომები შედიან კონტაქტში, ვალენტური ელექტრონი 2s¹ ლითიუმი გადადის ფტორის ატომში.

მართებულია ვივარაუდოთ, რომ პროცედურა იწყება ლითიუმის ელექტრონის გამოყოფით, ამის მაიონიზაციით ხდება დადებითი 1+ ვალენტობის მიღწევა. ეს გრძელდება ფტორის მიერ ამ ელექტრონის მიღებით, რაც მას ნეგატიურ მუხტს აძლევს. დაბოლოს, იონური ბმის ფორმირება ხდება ელექტროსტატიკური მოზიდვით. ლითიუმის ფტორს წარმოადგენს ელექტრონულად ნეიტრალური.

მრავალი საერთო რეაქცია იწვევს იონური ბმების წარმოქმნას. მაგალითად, კალციუმის წვის ჟანგბადში წარმოიქმნება კალციუმის ოქსიდი:

დიატომიური ჟანგბადის მოლეკულა გამოიყოფა ორ ინდივიდუალურ ატომად. შემდეგ მოხდება ორი ელექტრონის გადატანა კალციუმის ატომიდან თითოეულ ჟანგბადის ატომზე. შემდეგ ორივეს ექნება შესაბამისი მუხტი: კალციუმისთვის 2+ თითოეული ატომისთვის და ჟანგბადისთვის 2- თითოეული ატომისთვის. საბოლოო შეერთებისთანავე, კალციუმის ოქსიდის მოლეკულა ელექტრონულად ნეიტრალურია.

იონური ნაერთების ქსელის ენერგია

ელემენტების იონიზაციის ენერგიისა და ელექტრონების აფინობის მნიშვნელობებით შესაძლებელია იმის პროგნოზირება, თუ რა ელემენტები ქმნიან იონურ ნაერთებს, მაგრამ ასევე აუცილებელია ამ ტიპის სტაბილურობის შეფასება ნაერთები.

იონიზაციის ენერგია და ელექტრონული დამოკიდებულება განისაზღვრება გაზის ფაზაში მომხდარი პროცესებისთვის, თუმცა ყველა იონური ნაერთი მყარია 1 წნევის ატმოსფეროში და 25 ° C ტემპერატურაზე. მყარი მდგომარეობა ძალზე განსხვავებული მდგომარეობაა, რადგან თითოეული კატიონი გარშემორტყმულია ანიონების კონკრეტული რაოდენობით და პირიქით. შესაბამისად, მყარი იონური ნაერთის საერთო მდგრადობა დამოკიდებულია ყველა იონის ურთიერთქმედებაზე და არა მხოლოდ კატიონის ურთიერთქმედებაზე ანიონზე.

ნებისმიერი იონური მყარი მდგრადობის რაოდენობრივი საზომია ქსელის ენერგია, რომელიც განისაზღვრება, როგორც ენერგია, რომელიც საჭიროა მყარი იონური ნაერთის მოლის მის იონებად აირისებურ მდგომარეობაში სრულად გამოყოფისთვის.

დაბადებული ჰაბერის ციკლი, ქსელის ენერგიის დასადგენად

შეუძლებელია ქსელის ენერგიის გაზომვა პირდაპირ. ამასთან, თუ ცნობილია იონური ნაერთის სტრუქტურა და შემადგენლობა, მისი კრატის ენერგიის გამოთვლა შესაძლებელია კულონის კანონის გამოყენებით, რომელიც აცხადებს, რომ პოტენციური ენერგია ორ იონს შორის პირდაპირპროპორციულია მათი მუხტის პროდუქტისა და უკუპროპორციულია მათ შორის მანძილის. Შეჩერება.

მას შემდეგ, რაც Cation- ის მუხტი დადებითია და Anion- ის უარყოფითი, პროდუქტი ნეგატიურ შედეგს მისცემს ენერგიას. ეს წარმოადგენს ეგზოთერმული რეაქციას. შესაბამისად, პროცესის საპირისპიროდ, ენერგია უნდა მიეწოდოს.

ასევე შესაძლებელია ირიბად განისაზღვროს ქსელის ენერგია, თუ ივარაუდება, რომ იონური ნაერთი წარმოიქმნება რამდენიმე ეტაპად. ეს პროცედურა ცნობილია, როგორც დაბადებული-ჰაბერის ციკლი, რომელიც უკავშირდება იონური ნაერთების ბადის ენერგიებს იონიზაციის ენერგიებთან, ელექტრონულ სიახლოვესთან და სხვა ატომურ და მოლეკულურ თვისებებთან. ეს მეთოდი ემყარება ჰესის კანონს ქიმიური რეაქციების ალგებრული ჯამის შესახებ და შეიმუშავეს მაქს ბორნმა და ფრიც ჰაბერმა. ბორნ-ჰაბერის ციკლი განსაზღვრავს სხვადასხვა ეტაპებს, რომლებიც წინ უძღვის იონური მყარი ნივთიერების წარმოქმნას.

Ნატრიუმის ქლორიდი

ნატრიუმის ქლორიდი არის იონური ნაერთი, რომლის დნობის ტემპერატურაა 801 ° C, რომელიც ელექტროენერგიას ატარებს მდნარ მდგომარეობაში და წყალხსნარში. როკ მარილი ნატრიუმის ქლორიდის ერთ-ერთი წყაროა და გვხვდება მიწისქვეშა ნალექებში, რომელთა სისქე ხშირად რამდენიმე ასეული მეტრია. ნატრიუმის ქლორიდი ასევე მიიღება ზღვის წყლისგან ან მარილწყლიდან (NaCl კონცენტრირებული ხსნარი) მზის აორთქლების შედეგად. ასევე, ის ბუნებაში გვხვდება მინერალში, რომელსაც ჰალიტს უწოდებენ.

ნატრიუმის ქლორიდი გამოიყენება არა უმეტეს არაორგანული ქიმიური ნაერთების წარმოებაში. ამ ნივთიერების მსოფლიო მოხმარება წელიწადში დაახლოებით 150 მილიონი ტონაა. ნატრიუმის ქლორიდი გამოიყენება ძირითადად სხვა არაორგანული ქიმიური ნაერთების წარმოებაში, როგორიცაა ქლორის გაზი, ნატრიუმის ჰიდროქსიდი, მეტალური ნატრიუმი, წყალბადის გაზები და ნატრიუმის კარბონატი. იგი ასევე გამოიყენება მაგისტრალებსა და გზებზე ყინულისა და თოვლის დასადნებლად.