Дефиниција јонске везе

Јонска веза је електростатичка сила способна да држи заједно два јона чија су наелектрисања супротна (на пример, позитивна/негативна) у јонском једињењу.

Цитат (АПА)

Марилиа Гуиллен | авг. 2022
дипломирани хемичар

Јонска веза настаје услед преноса електрона са нижих атома. Енергија јонизације према атомима високог електронског афинитета, што производи супротно наелектрисане јоне привучене куломбичким силама [1]. На пример за со калијум хлорида:

Калијум има 1 валентни електрон, који има ниску енергију јонизације електрон на хлор који има 7 валентних електрона који се одликује високим афинитетом електроника. Резултат преноса електрона је да оба атома остају са супротним нето наелектрисањем. спојени електростатичким силама, поред тога, имају електронску конфигурацију затвореног омотача (18 електрона).

Да би се сазнало да ли је пар различитих елемената повезан јонском везом, процењује се разлика у електронегативности, чија вредност мора бити једнака или већа од 1,8 према Скала од Паулинга, на пример:
Х(2.2) Ф(4.1)
На(1,0)Цл(2,8)
К(0,9)Бр(2,7)

јони

Јон је атом или група атома која има нето позитивно или негативно наелектрисање. Када је атом подвргнут а хемијских променаконвенционални, број протона и неутрона остаје непромењен, због чега атом задржава своју идентитет, међутим, током процеса, атоми могу изгубити или добити електроне са последњег енергетског нивоа (валентни електрони): ако неутрални атом изгуби електроне, формира се јон са позитивним нето наелектрисањем. катјон (А+н); Напротив, ако неутрални атом добије један или више електрона, формира се негативно наелектрисани јон или ањон (А-н). На пример:
Атом калцијума Ца јон Ца+2
20 протона

20 електрона 20 протона

18 електрона
Атом флуора Ф јон Ф-
9 протона

9 електрона 9 протона

10 електрона
Такође, постоје јони формирани комбинацијом два или више атома са нето позитивним или негативним наелектрисањем и називају се полиатомски јони. ОХ– (хидроксид јон), ЦН– (цијанид јон), МнО4- (перманганатни јон) и НХ4+ (амонијум јон) јони су неки примери полиатомских јона [2].

јонска једињења

Једињења настала овим везама позната су као јонска једињења и одликују се:

- Мала дуктилност и висока тврдоћа.

- Високе тачке топљења и кључања.

- Растворљиви су у води.

- Када су у чистом облику не спроводе електрична енергија, међутим, када се раствори у води решење резултирајући је електрично проводљив због присуства растворених јона.

- Већина јонских једињења се у природи налази у чврстом стању и формирају уређене кристалне решетке.

Јонска једињења су често представљена емпиријским формулама јер нису састављена од јединица. дискретне молекуларне структуре, али као наизменично слагање катјона-ањона који доводе до формирања структура компактан.

Имајући ово у виду, да би јонска једињења била електрично неутрална, збир наелектрисања катјона и ањона у емпиријској формули једињења мора бити нула. Понекад су наелектрисања катјона и ањона бројчано различита и да би се поштовало правило електронеутралности јонског једињења остаје његова формула на следећи начин: индекс катјона мора бити бројчано једнак наелектрисању ањона, а индекс ањона мора бити нумерички једнак наелектрисању катјона [2]. На пример, за магнезијум нитрид, катјон је \({\рм{М}}{{\рм{г}}^{ + 2}}\), а ањон је \({{\рм{Н} }^ { - 3}}\), ако саберемо оба набоја, добијамо +2 -3= -1. Да би збир наелектрисања био нула, потребно је помножити наелектрисање Мг са 3 и наелектрисање од Ф са 2, дакле, 3(+2) +2(-3) =0 и формула једињења постаје \({\рм{М}}{{\рм{г}}_3}{{\ рм {Н}}_2}\).

Када су наелектрисања нумерички једнака, нема потребе за додавањем индекса формули, на пример за калцијум оксид, где је катјон \({\рм{Ц}}{{\рм{а}}^{ + 2}}\) и ањон је \({{\рм{О}}^{ - 2}}\), ако додати оба наелектрисања је \( + 2 - 2 = 0\) дакле формула једињења је ЦаО.

Стабилност јонског једињења

Стабилност јонског једињења у чврстом стању може се мерити из енергије решетке, која је дефинисана као минимална енергија потребна да се један мол чврстог јонског једињења одвоји на његове јоне у гасној фази [3]. Енергија решетке је дефинисана у смислу наелектрисања јона и растојања између њих након закон Кулонов закон, за примену овог закона потребно је познавати састав и структуру јонског једињења. На пример, ако се Цоуломбов закон примени на натријум хлорид (НаЦл):

\(Е = к\фрац{{{К_{Н{а^ + }}}{К_{Ц{л^ - }}}}}{р}\)

Где је к константа од пропорционалност, р је растојање између јона и \({К_{Н{а^ + }}}\) и \({К_{Ц{л^ - }}}\) су наелектрисања \(Н{а^ + }\) и \(Ц{л^ - }\), респективно. Узимајући у обзир знак наелектрисања између оба јона (-1 за хлоридни јон и +1 за натријум јон), енергија Е је негативна величина која указује да је формирање јонске везе \(Н{а^ + }Ц{л^ - }\) процес егзотермни. Сходно томе, да би се прекинула ова веза, мора се обезбедити енергија, па је енергија решетке НаЦл позитивна.