Определение ионной связи

Ионная связь представляет собой электростатическую силу, способную удерживать вместе два иона, заряды которых противоположны (например, положительный/отрицательный) в ионном соединении.

Цитата (АПА)

Марилия Гильен | авг. 2022
бакалавр химии

Ионная связь происходит за счет переноса электронов от низших атомов. Энергия ионизации по отношению к атомам с высоким электронным сродством, что приводит к образованию противоположно заряженных ионов, притягиваемых кулоновскими силами [1]. Например, для соли хлорида калия:

Калий имеет 1 валентный электрон, что дает низкую энергию ионизации. электрон к хлору, который имеет 7 валентных электронов, который характеризуется высоким сродством электроника. В результате переноса электрона оба атома остаются с противоположным суммарным зарядом. соединены электростатическими силами, кроме того, имеют электронную конфигурацию закрытой оболочки (18 электроны).

Чтобы выяснить, связана ли пара различных элементов ионной связью, оценивают разницу в электроотрицательности, значение которой должно быть равно или больше 1,8 согласно

ионы

Ион — это атом или группа атомов, которые имеют суммарный положительный или отрицательный заряд. Когда атом подвергается химическое изменениеобщепринятый, количество протонов и нейтронов остается неизменным, поэтому атом сохраняет свою личность, однако в процессе атомы могут терять или приобретать электроны с последнего энергетического уровня (валентные электроны): если нейтральный атом теряет электроны, образуется ион с положительным суммарным зарядом. катион (А+n); Наоборот, если нейтральный атом получает один или несколько электронов, образуется отрицательно заряженный ион или анион (A-n). Например:
Атом кальция Ca Ион Ca+2
20 протонов

20 электронов 20 протонов

18 электронов
Атом фтора F Ион F-
9 протонов

9 электронов 9 протонов

10 электронов
Кроме того, существуют ионы, образованные из комбинации двух или более атомов с общим положительным или отрицательным зарядом, которые называются многоатомными ионами. OH- (гидроксид-ион), CN- (цианид-ион), MnO4- (перманганат-ион) и NH4+ (аммоний-ион) являются некоторыми примерами многоатомных ионов [2].

ионные соединения

Соединения, образованные этими связями, известны как ионные соединения и характеризуются:

- Малая пластичность и высокая твердость.

- Высокие температуры плавления и кипения.

- Они растворимы в воде.

- В чистом виде они не проводят электричество, но при растворении в воде решение в результате электропроводность из-за присутствия растворенных ионов.

- Большинство ионных соединений встречаются в природе в твердом состоянии и образуют упорядоченные кристаллические решетки.

Ионные соединения часто представляются эмпирическими формулами, поскольку они не состоят из звеньев. дискретные молекулярные структуры, а как чередующиеся катионно-анионные стэкинги, приводящие к образованию структур компактный.

Имея это в виду, для того чтобы ионные соединения были электрически нейтральными, сумма зарядов катионов и анионов в эмпирической формуле соединения должна быть равна нулю. Иногда заряды катионов и анионов численно различаются, и для соблюдения правила электронейтральности ионного соединения остается его формула следующим образом: нижний индекс катиона должен быть численно равен заряду аниона, а нижний индекс аниона должен быть численно равен заряду катиона [2]. Например, для нитрида магния катион представляет собой \({\rm{M}}{{\rm{g}}^{ + 2}}\), а анион - \({{\rm{N}}^ { - 3}}\), если сложить оба заряда, получим +2 -3= -1. Чтобы сумма зарядов равнялась нулю, необходимо заряд Mg умножить на 3, а заряд F на 2, следовательно, 3(+2) +2(-3) = 0, и формула соединения принимает вид \({\rm{M}}{{\rm{g}}_3}{{\rm {N}}_2}\).

При численном равенстве зарядов нет необходимости добавлять нижние индексы к формуле, например, для оксида кальция, где катион \({\rm{C}}{{\rm{a}}^{ + 2}}\), а анион - \({{\rm{O}}^{ - 2}}\), если мы добавить оба заряда \( + 2 - 2 = 0\), поэтому формула соединения СаО.

Стабильность ионного соединения

Стабильность ионного соединения в твердом состоянии можно измерить по энергии решетки, которая равна определяется как минимальная энергия, необходимая для разделения одного моля твердого ионного соединения на его ионы в газовой фазе. [3]. Энергия решетки определяется зарядом ионов и расстоянием между ними после закон Закон Кулона, для применения этого закона необходимо знать состав и строение ионного соединения. Например, если применить закон Кулона к хлориду натрия (NaCl):

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

Где k - константа пропорциональность, r — расстояние между ионами и \({Q_{N{a^ + }}}\) и \({Q_{C{l^ - }}}\) — заряды \(N{a^ + }\) и \(С{1^ — }\) соответственно. С учетом знака заряда между обоими ионами (-1 для хлорид-иона и +1 для иона натрия) энергия Е — отрицательная величина, указывающая на то, что образование ионной связи \(N{a^ + }C{l^ — }\) представляет собой процесс экзотермический. Следовательно, для разрыва этой связи необходимо подвод энергии, следовательно, энергия решетки NaCl положительна.