이온 결합 예

이온 결합은 양이온과 음이온의 존재에 의해 주어지며, 반대 기호의 전하를 가진 화학 종입니다. 이온 화합물의 이온을 결합하는 정전기력으로 정의됩니다.

이온화 에너지가 낮은 원소의 원자는 양이온을 형성하는 경향이 있습니다. 반대로 전자 친화력이 높은 사람은 음이온을 형성하는 경향이 있습니다.

알칼리 및 알칼리 토금속은 이온 화합물에서 양이온을 형성 할 가능성이 더 높고 할로겐과 산소는 음이온을 형성 할 가능성이 가장 높습니다. 결과적으로 매우 다양한 이온 화합물의 조성은 IA 또는 IIA 족 금속과 할로겐 또는 산소의 조합으로 인해 발생합니다.

예를 들어, 리튬과 불소 사이의 반응은 땜납의 융점을 낮추고 세라믹 제조에 사용되는 유독 한 백색 분말 인 불화 리튬을 생성합니다. 리튬의 전자 구성은 1s입니다.², 2 초¹, 불소는 1s², 2 초², 2 인⁵. 이 원자들이 접촉하면 원자가 전자 2s¹ 리튬은 불소 원자로 전달됩니다.

절차가 리튬 전자의 분리로 시작되어 이온화되어 양의 1+ 원자가에 도달한다고 가정하는 것이 타당합니다. 이 전자는 불소에 의해 계속 수신되어 음전하를 띠게됩니다. 결국 이온 결합의 형성은 정전기 인력에 의해 발생합니다. 불화 리튬 화합물은 전기적으로 중성입니다.

많은 일반적인 반응이 이온 결합을 형성합니다. 예를 들어, 산소에서 칼슘이 연소되면 산화 칼슘이 생성됩니다.

이원자 산소 분자는 두 개의 개별 원자로 분리됩니다. 그런 다음 칼슘 원자에서 각 산소 원자로 두 개의 전자가 이동합니다. 그러면 둘 다 각각의 전하를 갖게됩니다: 각 원자에 대해 칼슘 2+에 대해, 각 원자에 대해 산소 2-에 대해. 최종 결합시 산화 칼슘 분자는 전기적으로 중성입니다.

이온 화합물의 격자 에너지

원소의 이온화 에너지와 전자 친화력 값으로 무엇을 예측할 수 있습니다 원소는 이온 성 화합물을 형성하지만 이러한 유형의 안정성을 평가하는 것도 필요합니다. 화합물.

이온화 에너지와 전자 친화력은 기체상에서 발생하는 공정에 대해 정의되지만 모든 이온 화합물은 1 기압 및 25 ° C에서 고체입니다. 고체 상태는 각 양이온이 특정 수의 음이온으로 둘러싸여 있고 그 반대도 마찬가지이기 때문에 매우 다른 조건입니다. 결과적으로 고체 이온 화합물의 전반적인 안정성은 양이온과 음이온의 상호 작용뿐만 아니라 모든 이온의 상호 작용에 따라 달라집니다.

이온 성 고체의 안정성에 대한 정량적 측정은 다음과 같습니다. 격자 에너지, 이는 다음과 같이 정의됩니다. 고체 이온 화합물의 몰을 기체 상태의 이온으로 완전히 분리하는 데 필요한 에너지.

격자 에너지를 결정하는 Born-Haber주기

격자 에너지를 직접 측정하는 것은 불가능합니다. 그러나 이온 성 화합물의 구조와 조성을 알고 있다면 쿨롱의 법칙을 적용하여 격자 에너지를 계산할 수 있습니다. 두 이온 사이의 위치 에너지는 전하의 곱에 정비례하고 이온 사이의 거리에 반비례한다고 말합니다. 그만하다.

양이온의 전하가 양이고 음이온의 전하가 음이므로 제품은 에너지에 부정적인 결과를 줄 것입니다. 이것은 발열 반응을 나타냅니다. 따라서 프로세스를 되돌리려면 에너지를 공급해야합니다.

이온 화합물이 여러 단계로 형성된다고 가정하면 격자 에너지를 간접적으로 결정할 수도 있습니다. 이 절차는 Born-Haber주기, 이온화 ​​에너지, 전자 친 화성 및 기타 원자 및 분자 특성과 이온 화합물의 격자 에너지를 관련시킵니다. 이 방법은 Hess 's Law of Algebraic Sum of Chemical Reactions를 기반으로하며 Max Born과 Fritz Haber가 개발했습니다. Born-Haber주기는 이온 성 고체 형성 이전의 여러 단계를 정의합니다.

염화나트륨

염화나트륨은 녹는 점이 801 ° C 인 이온 성 화합물로, 용융 상태와 수용액에서 전기를 전도합니다. 암염은 염화나트륨의 원천 중 하나이며 종종 수백 미터 두께의 지하 퇴적물에서 발견됩니다. 염화나트륨은 또한 태양 증발에 의해 해수 또는 염수 (농축 NaCl 용액)에서 얻습니다. 또한 암염이라는 광물에서 자연에서 발견됩니다.

염화나트륨은 무기 화합물의 제조에 다른 어떤 재료보다 더 많이 사용됩니다. 이 물질의 세계 소비량은 연간 약 1 억 5 천만 톤입니다. 염화 나트륨은 주로 염소 가스, 수산화 나트륨, 금속 나트륨, 수소 가스 및 탄산 나트륨과 같은 다른 무기 화합물의 생산에 사용됩니다. 고속도로와 도로에서 얼음과 눈을 녹이는데도 사용됩니다.