Joninių ryšių apibrėžimas

Joninė jungtis yra elektrostatinė jėga, galinti sulaikyti du jonus, kurių krūviai yra priešingi (pavyzdžiui, teigiami / neigiami) joniniame junginyje.

Citata (APA)

Marilija Guillen | rugpjūčio mėn. 2022
Chemijos bakalauras

Joninis ryšys atsiranda dėl elektronų perdavimo iš žemesnių atomų. Energija jonizacijos link didelio elektroninio afiniteto atomų, dėl kurių susidaro priešingai įkrauti jonai, traukiami kuloninių jėgų [1]. Pavyzdžiui, kalio chlorido druskai:

Kalis turi 1 valentinį elektroną, kuris turi mažą jonizacijos energiją elektronas į chlorą, turintis 7 valentinius elektronus, kuriam būdingas didelis afinitetas elektronika. Elektronų perdavimo rezultatas yra tas, kad abu atomai palieka priešingą grynąjį krūvį. sujungtos elektrostatinėmis jėgomis, be to, turi uždaro korpuso elektroninę konfigūraciją (18 elektronai).

Norint išsiaiškinti, ar skirtingų elementų pora yra susieta joniniu ryšiu, įvertinamas elektronegatyvumo skirtumas, kurio reikšmė turi būti lygi arba didesnė už 1,8 pagal skalė iš Pauling, pavyzdžiui:
H(2.2) F(4.1)
Na(1,0)Cl(2,8)
K(0,9)Br(2,7)

jonų

Jonas yra atomas arba atomų grupė, turinti grynąjį teigiamą arba neigiamą krūvį. Kai atomas yra veikiamas a cheminis pokytissutartinis, protonų ir neutronų skaičius išlieka nepakitęs, todėl atomas išlaiko savo tapatybę, tačiau proceso metu atomai gali prarasti arba įgyti elektronus iš paskutinio energijos lygio (valentinių elektronų): jei neutralus atomas praranda elektronus, susidaro teigiamo grynojo krūvio jonas. katijonas (A+n); Priešingai, jei neutralus atomas įgyja vieną ar daugiau elektronų, susidaro neigiamo krūvio jonas arba anijonas (A-n). Pavyzdžiui:
Kalcio atomas Ca jonas Ca+2
20 protonų

20 elektronų 20 protonų

18 elektronų
Fluoro atomas F jonas F-
9 protonai

9 elektronai 9 protonai

10 elektronų
Taip pat yra jonų, susidariusių iš dviejų ar daugiau atomų, turinčių grynąjį teigiamą arba neigiamą krūvį, derinio ir vadinami poliatominiais jonais. OH– (hidroksido jonai), CN– (cianido jonai), MnO4- (permanganato jonai) ir NH4+ (amonio jonai) jonai yra keletas poliatominių jonų pavyzdžių [2].

joniniai junginiai

Šių ryšių sudaryti junginiai yra žinomi kaip joniniai junginiai ir jiems būdingi:

- Mažai plastiškas ir didelis kietumas.

- Aukštos lydymosi ir virimo temperatūros.

– Jie tirpsta vandenyje.

- Kai jie yra grynos formos, jie nevykdo elektrostačiau ištirpus vandenyje sprendimas dėl ištirpusių jonų gautas produktas yra laidus elektrai.

- Dauguma joninių junginių gamtoje randami kietoje būsenoje ir sudaro tvarkingas kristalines gardeles.

Joniniai junginiai dažnai pateikiami empirinėmis formulėmis, nes jie nėra sudaryti iš vienetų. atskiros molekulinės struktūros, bet kaip kintamos katijonų ir anijonų dėmės, dėl kurių susidaro struktūros kompaktiška.

Turint tai omenyje, kad joniniai junginiai būtų elektriškai neutralūs, katijonų ir anijonų krūvių suma junginio empirinėje formulėje turi būti lygi nuliui. Kartais katijonų ir anijonų krūviai skiriasi skaičiais ir, kad atitiktų joninio junginio elektroneutralumo taisyklę, jo formulė išlieka taip: katijono indeksas turi būti skaitiniu požiūriu lygus anijono krūviui, o anijono indeksas turi būti skaitiniu būdu lygus katijono krūviui [2]. Pavyzdžiui, magnio nitrido katijonas yra \({\rm{M}}{{\rm{g}}^{ + 2}}\), o anijonas yra \({{\rm{N} }^ { - 3}}\), jei pridėsime abu mokesčius, gausime +2 -3= -1. Kad krūvių suma būtų lygi nuliui, reikia Mg krūvį padauginti iš 3 ir krūvio iš F iš 2, todėl 3(+2) +2(-3) =0 ir junginio formulė tampa \({\rm{M}}{{\rm{g}}_3}{{\ rm {N}}_2}\).

Kai krūviai yra lygūs, į formulę nereikia pridėti indeksų, pavyzdžiui, kalcio oksidui, kur katijonas yra \({\rm{C}}{{\rm{a}}^{ + 2}}\), o anijonas yra \({{\rm{O}}^{ - 2}}\), jei mes pridėti abu krūvius yra \( + 2 - 2 = 0\), todėl junginio formulė yra CaO.

Joninio junginio stabilumas

Joninio junginio stabilumas kietoje būsenoje gali būti matuojamas pagal gardelės energiją, kuri yra apibrėžiama kaip mažiausia energija, reikalinga vienam moliui kieto joninio junginio atskirti į jonus dujų fazėje [3]. Grotelių energija apibrėžiama pagal jonų krūvį ir atstumą tarp jų po jo įstatymas Kulono dėsnis, norint taikyti šį dėsnį, būtina žinoti joninio junginio sudėtį ir struktūrą. Pavyzdžiui, jei Kulono dėsnis taikomas natrio chloridui (NaCl):

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

Kur k yra konstanta proporcingumo, r yra atstumas tarp jonų ir \({Q_{N{a^ + }}}\) ir \({Q_{C{l^ - }}}\) yra \(N{a^ + }\) ir \(C{l^ - }\). Atsižvelgiant į krūvio tarp abiejų jonų ženklą (-1 chlorido jonui ir +1 natrio jonui), energija E yra neigiamas dydis, rodantis, kad joninės jungties \(N{a^ + }C{l^ - }\) susidarymas yra procesas egzoterminis. Vadinasi, norint nutraukti šį ryšį, reikia tiekti energiją, todėl NaCl gardelės energija yra teigiama.