Opredelitev ionske vezi

Ionska vez je elektrostatična sila, ki lahko drži skupaj dva iona, katerih naboji so nasprotni (na primer pozitivni/negativni) v ionski spojini.

Citat (APA)

Marilia Guillen | avg. 2022
diplomirana kemija

Ionska vez nastane zaradi prenosa elektronov iz nižjih atomov. Energija ionizacije proti atomom z visoko elektronsko afiniteto, ki proizvaja nasprotno nabite ione, ki jih privlačijo kulonske sile [1]. Na primer za sol kalijevega klorida:

Kalij ima 1 valenčni elektron, kar ima nizko ionizacijsko energijo elektron na klor, ki ima 7 valenčnih elektronov, za katerega je značilna visoka afiniteta elektronika. Rezultat prenosa elektronov je, da oba atoma ostaneta z nasprotnim neto nabojem. združene z elektrostatičnimi silami, imajo poleg tega elektronsko konfiguracijo zaprte lupine (18 elektroni).

Da bi ugotovili, ali je par različnih elementov povezan z ionsko vezjo, se oceni razlika v elektronegativnosti, katere vrednost mora biti enaka ali večja od 1,8 glede na lestvica iz Paulinga, na primer:
H(2,2) F(4,1)
Na(1,0)Cl(2,8)
K(0,9)Br(2,7)

ioni

Ion je atom ali skupina atomov, ki ima neto pozitivni ali negativni naboj. Ko je atom izpostavljen a kemična spremembakonvencionalni, ostane število protonov in nevtronov nespremenjeno, zato atom ohrani svojo identitetavendar pa lahko med procesom atomi izgubijo ali pridobijo elektrone z zadnje energijske ravni (valenčni elektroni): če nevtralni atom izgubi elektrone, nastane ion s pozitivnim neto nabojem. kation (A+n); Nasprotno, če nevtralni atom pridobi enega ali več elektronov, nastane negativno nabit ion ali anion (A-n). Na primer:
Kalcijev atom Ca ion Ca+2
20 protonov

20 elektronov 20 protonov

18 elektronov
Fluor Atom F Ion F-
9 protonov

9 elektronov 9 protonov

10 elektronov
Obstajajo tudi ioni, ki nastanejo iz kombinacije dveh ali več atomov z neto pozitivnim ali negativnim nabojem in se imenujejo poliatomski ioni. OH– (hidroksidni ion), CN– (cianidni ion), MnO4- (permanganatni ion) in NH4+ (amonijev ion) so nekateri primeri večatomskih ionov [2].

ionske spojine

Spojine, ki jih tvorijo te vezi, so znane kot ionske spojine in so značilne po:

- Majhna duktilnost in visoka trdota.

- Visoka tališča in vrelišča.

- Topni so v vodi.

- Ko so v čisti obliki, ne vodijo elektrika, ko pa je raztopljen v vodi rešitev nastala je električno prevodna zaradi prisotnosti raztopljenih ionov.

- Večino ionskih spojin najdemo v naravi v trdnem stanju in tvorijo urejene kristalne mreže.

Ionske spojine so pogosto predstavljene z empiričnimi formulami, ker niso sestavljene iz enot. diskretne molekularne strukture, ampak kot izmenično zlaganje kationov in anionov, ki povzroči nastanek struktur kompakten.

Ob upoštevanju tega mora biti vsota nabojev kationov in anionov v empirični formuli spojine nič, da so ionske spojine električno nevtralne. Včasih so naboji kationov in anionov številčno različni in zaradi upoštevanja pravila elektronevtralnosti ionske spojine ostane njena formula kot sledi: indeks kationa mora biti številčno enak naboju aniona, indeks aniona pa mora biti številčno enak naboju kationa [2]. Na primer, za magnezijev nitrid je kation \({\rm{M}}{{\rm{g}}^{ + 2}}\) in anion \({{\rm{N} }^ { - 3}}\), če seštejemo oba naboja, dobimo +2 -3= -1. Da bi bila vsota nabojev enaka nič, je treba naboj Mg pomnožiti s 3 in naboj od F za 2, torej 3(+2) +2(-3) =0 in formula spojine postane \({\rm{M}}{{\rm{g}}_3}{{\ rm {N}}_2}\).

Če sta naboja številčno enaka, formuli ni treba dodajati indeksov, na primer za kalcijev oksid, kjer je kation \({\rm{C}}{{\rm{a}}^{ + 2}}\) in anion je \({{\rm{O}}^{ - 2}}\), če seštej obeh nabojev je \( + 2 - 2 = 0\), zato je formula spojine CaO.

Stabilnost ionske spojine

Stabilnost ionske spojine v trdnem stanju lahko merimo z energijo rešetke, ki je definirana kot najmanjša energija, potrebna za ločitev enega mola trdne ionske spojine na njene ione v plinski fazi [3]. Energija rešetke je definirana glede na naboj ionov in razdaljo med njimi pravo Coulombov zakon, za uporabo tega zakona je potrebno poznati sestavo in strukturo ionske spojine. Na primer, če Coulombov zakon uporabimo za natrijev klorid (NaCl):

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

Kjer je k konstanta sorazmernost, r je razdalja med ioni in \({Q_{N{a^ + }}}\) in \({Q_{C{l^ - }}}\) sta naboja \(N{a^ + }\) oziroma \(C{l^ - }\). Ob upoštevanju predznaka naboja med obema ionoma (-1 za kloridni ion in +1 za natrijev ion) se energija E je negativna količina, ki kaže, da je tvorba ionske vezi \(N{a^ + }C{l^ - }\) proces eksotermna. Posledično je za prekinitev te vezi potrebna energija, zato je energija rešetke NaCl pozitivna.