이온 결합 정의

이온 결합은 이온 화합물에서 전하가 반대(예: 양/음)인 두 이온을 함께 유지할 수 있는 정전기력입니다.

견적(APA)

마릴리아 길렌 | 8월 2022
화학 학사

이온 결합은 낮은 원자에서 전자의 이동으로 인해 발생합니다. 에너지 쿨롱력에 의해 끌어당겨 반대 전하를 띤 이온을 생성하는 높은 전자 친화도를 갖는 원자를 향한 이온화 [1]. 예를 들어 염화칼륨 염의 경우:

칼륨은 1개의 원자가 전자를 가지고 있으며, 이것은 이온화 에너지가 낮습니다. 7개의 원자가 전자를 가진 염소와 전자의 친화력이 높은 것이 특징 전자 제품. 전자 이동의 결과는 두 원자 모두 반대 순전하를 띠게 된다는 것입니다. 정전기력에 의해 결합되고 또한 닫힌 쉘 전자 구성을 갖습니다(18 전자).

한 쌍의 서로 다른 원소가 이온 결합으로 연결되어 있는지 알아보기 위해 전기 음성도의 차이를 평가합니다. 전기 음성도의 값은 1.8 이상이어야 합니다. 규모 예를 들어 Pauling으로부터:
H(2.2) F(4.1)
나트륨(1.0)Cl(2.8)
K(0.9)Br(2.7)

이온

이온은 순 양전하 또는 음전하를 갖는 원자 또는 원자 그룹입니다. 원자가 어떤 영향을 받을 때 화학 변화전통적인, 양성자와 중성자의 수는 변하지 않고 그대로 유지되기 때문에 원자는 신원그러나 그 과정에서 원자는 마지막 에너지 준위에서 전자를 잃거나 얻을 수 있습니다. (가전자): 중성 원자가 전자를 잃으면 양의 순전하를 가진 이온이 형성됩니다. 양이온(A+n); 반대로 중성 원자가 하나 이상의 전자를 얻으면 음전하를 띤 이온 또는 음이온(A-n)이 형성됩니다. 예를 들어:
칼슘 원자 Ca 이온 Ca+2
20개의 양성자

20개의 전자 20개의 양성자

18개의 전자
불소 원자 F 이온 F-
9개의 양성자

9개의 전자 9개의 양성자

10개의 전자
또한 두 개 이상의 원자가 순 양전하 또는 음전하를 띠고 결합하여 형성된 이온이 있으며 이를 다원자 이온이라고 합니다. OH-(수산화물 이온), CN-(시안화물 이온), MnO4-(과망간산염 이온) 및 NH4+(암모늄 이온) 이온은 다원자 이온의 일부 예입니다[2].

이온 화합물

이러한 결합에 의해 형성된 화합물은 이온성 화합물로 알려져 있으며 다음과 같은 특징이 있습니다.

- 연성이 적고 경도가 높다.

- 녹는점과 끓는점이 높다.

- 물에 잘 녹습니다.

- 순수한 형태일 때 수행하지 않는다. 전기단, 물에 녹일 때 해결책 결과적으로 용해된 이온의 존재로 인해 전기 전도성이 있습니다.

- 대부분의 이온성 화합물은 자연계에서 고체 상태로 존재하며 규칙적인 결정 격자를 형성합니다.

이온성 화합물은 단위로 구성되지 않기 때문에 종종 실험식으로 표시됩니다. 별개의 분자 구조, 그러나 구조의 형성을 일으키는 교대 양이온-음이온 스태킹 콤팩트.

이를 염두에 두고 이온 화합물이 전기적으로 중성이 되려면 화합물의 실험식에서 양이온과 음이온의 전하의 합이 0이어야 합니다. 때로는 양이온과 음이온의 전하가 수치적으로 다르며 이온성 화합물의 전기 중성성 규칙을 준수하기 위해 공식이 그대로 유지됩니다. 양이온의 첨자는 음이온의 전하와 수치적으로 동일해야 하고, 음이온의 첨자는 양이온의 전하와 수치적으로 동일해야 합니다. [2]. 예를 들어, 질화마그네슘의 경우 양이온은 \({\rm{M}}{{\rm{g}}^{ + 2}}\)이고 음이온은 \({{\rm{N} }^ { - 3}}\), 두 요금을 모두 더하면 +2 -3= -1이 됩니다. 전하의 합이 0이 되기 위해서는 Mg 전하에 3을 곱하고 전하량을 곱해야 합니다. F의 2이므로 3(+2) +2(-3) =0이고 화합물의 공식은 \({\rm{M}}{{\rm{g}}_3}{{\ rm {N}}_2}\).

전하가 수치적으로 같으면 공식에 아래 첨자를 추가할 필요가 없습니다(예: 양이온이 다음과 같은 산화칼슘의 경우). \({\rm{C}}{{\rm{a}}^{ + 2}}\)이고 음이온은 \({{\rm{O}}^{ - 2}}\)입니다. 두 전하를 더하면 \( + 2 - 2 = 0\)이므로 화합물의 공식은 다음과 같습니다. CaO.

이온 화합물의 안정성

고체 상태의 이온성 화합물의 안정성은 격자 에너지로부터 측정할 수 있습니다. 고체 이온 화합물 1몰을 기체 상태의 이온으로 분리하는 데 필요한 최소 에너지로 정의 [3]. 격자 에너지는 이온의 전하와 이온 ​​사이의 거리로 정의됩니다. 법 쿨롱 법칙, 이 법칙을 적용하려면 이온 화합물의 조성과 구조를 알아야 합니다. 예를 들어, 쿨롱의 법칙이 염화나트륨(NaCl)에 적용되는 경우:

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

여기서 k는 상수입니다. 비례, r은 이온 사이의 거리이고 \({Q_{N{a^ + }}}\) 및 \({Q_{C{l^ - }}}\)는 \(N{a^ + }\) 및 \(C{l^ - }\), 각각. 두 이온 사이의 전하 부호(염화물 이온의 경우 -1, 나트륨 이온의 경우 +1)를 고려하면 에너지 E는 이온 결합 \(N{a^ + }C{l^ - }\)의 형성이 과정임을 나타내는 음수입니다. 발열. 따라서 이 결합을 끊기 위해서는 에너지가 공급되어야 하므로 NaCl의 격자 에너지는 양수이다.