Charakterystyka linków jonowych, jak formy i przykłady

On Link jonowy Jest to rodzaj wiązania chemicznego, w którym istnieje przyciąganie elektrostatyczne między jonami z przeciwnym obciążeniem. Oznacza to, że dodatnio załadowany jon tworzy związek z jonem ujemnie obciążonym, przenosząc elektrony z jednego atomu do drugiego. 

Ten rodzaj wiązania chemicznego występuje, gdy elektron walencyjny jednego atomu są trwale przenoszone do innego. Atom, który traci elektrony, staje się kationem (dodatnio załadowanym), a ten, który zyskuje elektrony, staje się anionem (negatywnie załadowanym).

Przykład wiązania jonowego: fluorek sodu. Sód traci elektron Valencia i daje mu fluor. WDCF [CC BY-S (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)]

[TOC]

Koncepcja linków jonowych

Wiązanie jonowe polega na tym, że cząsteczki naładowane elektrycznie, zwane jonami, oddziałują na powstanie stałych i cieczy jonowych. Ten link jest produktem interakcji elektrostatycznych między setkami milionów jonów i nie jest ograniczone tylko do kilku z nich; Oznacza to, że wykracza poza przyciąganie między dodatnim obciążeniem w kierunku obciążenia ujemnego.

Rozważmy na przykład złożony złożony chlorek sodu, NaCl, znany najlepiej jako sól stołowa. W NaCl dominuje wiązanie jonowe, więc składa się z jonów Na⁺ i Cl^-. Następnie⁺ Jest to dodatni jon lub kation, podczas gdy Cl^- (Chlorek) to jon ujemny lub anion.

Na+ i jony w chlorku sodu pozostają zjednoczone dzięki więzi jonowej. Źródło: Eyal Bairey przez Wikipedia.

Oba na⁺ Jak CL^- Przyciągają je przeciwne ładunki elektryczne. Odległości między tymi jonami pozwalają innym podejść, tak że pojawiają się pary i pary NaCl. Katory na⁺ Będą odstraszać ze sobą za równe obciążenia, i to samo dzieje się ze sobą z anionami Cl^-.

Nadchodzi czas, kiedy miliony jonów Na⁺ i Cl^- Udaje im się zjednoczyć, spójne, powstrzymują strukturę tak stabilną, jak to możliwe; Rządzony przez link jonowy (obraz doskonały). Katory na⁺ Są mniejsze niż aniony CL^- Z powodu rosnącej skutecznej siły jądrowej jej jądra na elektronach zewnętrznych.

Nacl Ionic Link. Rhannosh/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)

Wiązanie jonowe charakteryzuje się ustanowieniem uporządkowanych struktur, w których odległość między jonami (na⁺ i Cl^- W przypadku NaCl) jest mały w porównaniu z innymi ciałami stałymi. Mówi się o strukturze krystalicznej jonowej.

Jak wygląda link jonowy?

Wiązanie jonowe ma miejsce tylko wtedy, gdy wystąpi rozkład elektronów. Ten rodzaj łącza nigdy nie może wystąpić między cząstkami neutralnymi. Muszą istnieć kationów i anionów. Ale skąd pochodzą?

Ilustracja linków jonowych. a) Sód ma ujemne obciążenie netto. b) Sód podaje elektron do chloru. Sód ma dodatnie obciążenie netto i chlor o ujemnym obciążeniu netto, generując wiązanie jonowe. Ten rodzaj związku między milionami atomów Na i Cl powoduje powstanie fizycznej soli. Openx College/CC przez (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/3.0)

Istnieje wiele sposobów, dla których jony pochodzą, ale w istocie wiele opiera się na reakcji ograniczania utleniania. Większość nieorganicznych związków jonowych składa się z elementu metalicznego z elementem niemetalicznym (element bloku P stolika okresowego).

Metal musi utleniać, stracić elektrony, aby przekształcić się w kation. Z drugiej strony element niemetaliczny jest zmniejszony, zyskuje te elektrony i staje się anionem. Poniższy obraz ilustruje ten punkt tworzenia NaCl z atomów sodu i chloru:

Może ci służyć: kwas arsenowy (H3SO4): właściwości, ryzyko i zastosowaniaTworzenie linku jonowego. Źródło: Shafei w arabskiej Wikipedii / domenie publicznej

Atom NA przekazuje jeden ze swoich elektronów Valencia na CL. Gdy wystąpi ten rozkład elektronów, powstają jony NA⁺ i Cl^-, które zaczynają natychmiast przyciągać i elektrostatycznie.

Mówi się zatem, że na⁺ i Cl^- Nie dzielą żadnej pary elektronów, w przeciwieństwie do tego, czego można się spodziewać w przypadku hipotetycznego kowalencyjnego wiązania NA-CO-CO.

Właściwości linków jonowych

Wiązanie jonowe jest nie -kierunkowe, to znaczy, że jego siła nie jest obecna w jednym kierunku, ale jest propagowana przez przestrzeń na podstawie odległości, które oddzielają jony. Fakt ten jest ważny, ponieważ oznacza, że ​​jony są silnie zjednoczone, co wyjaśnia kilka właściwości fizycznych jonowych stałych.

Temperatura topnienia

Wiązanie jonowe jest odpowiedzialne za sól do temperatury 801 ° C. Ta temperatura jest znacznie wysoka w porównaniu z punktami fuzyjnymi kilku metali.

Wynika to z faktu, że NaCl musi wchłonąć wystarczającą ilość ciepła, aby jego jony zaczęły swobodnie płynąć poza kryształami; to znaczy, należy pokonać atrakcje między NA⁺ i Cl^-.

Punkt wrzenia

Punkty fuzji i wrzenia związków jonowych są szczególnie wysokim produktem ich silnych interakcji elektrostatycznych: wiązania jonowego. Ponieważ jednak ten link obejmuje wiele jonów, zachowanie to jest zwykle przyznawane siłom międzycząsteczkowym, a nie właściwie na więź jonową.

W przypadku soli, po stopieniu NaCl, uzyskana jest ciecz złożona z tych samych początkowych jonów; Dopiero teraz poruszają się z większą wolnością. Link jonowy jest nadal obecny. Jony NA⁺ i Cl^- Spotykają się na powierzchni cieczy, aby stworzyć wielkie napięcie powierzchniowe, co zapobiega ucieczce jonów.

Dlatego stopiona sól musi jeszcze bardziej zwiększyć swoją temperaturę do wrzenia. Punktem wrzenia NaCl wynosi 1465 ° C. W tej temperaturze ciepło przekracza atrakcje między NA⁺ i Cl^- W cieczy, więc opary NaCl zaczynają tworzyć się z ciśnieniem równym atmosferycznym.

Elektronialiczność

Wcześniej powiedziano, że wiązanie jonowe powstaje między elementem metalicznym a elementem niemetalicznym. W rachunkach podsumowujących: między metalem a nie -metalowym. Zwykle dotyczy to nieorganicznych związków jonowych; Przede wszystkim te typu binarnego, takie jak NaCl.

Dla dystrybucji elektronów (na⁺Cl^-), a nie dzielenie się (NA-CL), musi istnieć duża różnica elektroonegatywności między obiema atomami. W przeciwnym razie nie byłoby między nimi żadnego związku jonowego. Prawdopodobnie podejście Na i Cl, oddziałują, ale natychmiast CL, ze względu na większą elektrooniczność, „porywa” elektron do Na.

Jednak ten scenariusz dotyczy tylko związków binarnych, MX, takich jak NaCl. W przypadku innych soli lub związków jonowych ich procesy szkoleniowe są bardziej skomplikowane i nie można ich rozwiązać z perspektywy atomowej lub molekularnej.

Może ci służyć: Alquinos

Chłopaki

Nie ma różnych rodzajów wiązań jonowych, ponieważ zjawisko elektrostatyczne jest czysto fizyczne, zmieniając się tylko w sposób, w jaki jony oddziałują, lub liczba posiadanych atomów; to znaczy, jeśli są jony monoatomowe lub poliatomiczne. Również każdy element lub związek powoduje charakterystyczny jon, który określa naturę związku.

W sekcji przykłady punkt ten zostanie pogłębiony i okaże się, że łącze jonowe jest takie samo w istocie we wszystkich związkach. Kiedy nie jest to spełnione, mówi się, że więź jonowa ma pewien charakter kowalencyjny, co ma miejsce w przypadku wielu metali przejściowych, w których aniony są koordynowane z kationami; Na przykład FECL₃ (Wiara³⁺-Cl^-).

Przykłady linków jonowych

Kilka związków jonowych zostanie wymienionych poniżej, a ich jony i proporcje zostaną wyróżnione:

- Chlorek magnezu

MGCL₂, (Mg²⁺Cl^-), W proporcji 1: 2 (mg²⁺: 2 Cl^-)

- Fluor potasowy

Kf, (k⁺F^-), W proporcji 1: 1 (k⁺: F^-)

- Siarczka sodu

Na₂S, (na⁺S^2-), W proporcji 2: 1 (2⁺: S^2-)

- Wodorotlenek Lito

Lioh, (Li⁺Oh^-), W proporcji 1: 1 (Li⁺: Oh^-)

- Fluor wapnia

CAF₂, (AC²⁺F^-), W proporcji 1: 2 (CA²⁺: 2f^-)

- Węglan sodu

Na₂WSPÓŁ₃, (Na⁺WSPÓŁ₃^2-), W proporcji 2: 1 (2⁺: Co₃^2-)

- Węglan wapnia

Złodziej₃, (AC²⁺WSPÓŁ₃^2-), W proporcji 1: 1 (CA²⁺: Co₃^2-)

- Nadmanganian potasu

Kmno₄, (K⁺Mne₄^-), W proporcji 1: 1 (k⁺: Mn₄^-)

- Siarczan miedzi

Cuso₄, (Cu²⁺południowy zachód₄^2-), W proporcji 1: 1 (cu²⁺: WIĘC₄^2-)

- Wodorotlenek baru

BA (OH)₂, (BA²⁺Oh^-), W proporcji 1: 2 (BA²⁺: Oh^-)

- Aluminiowy bromek

Alba₃, (Do³⁺Br^-), w proporcji 1: 3 (do³⁺: 3br^-)

- Tlenek żelaza (iii)

Wiara₂ALBO₃, (Wiara³⁺ALBO^2-), W proporcji 2: 3 (2fe³⁺: 3^2-)

- Tlenek strontu

Sro, (sr²⁺ALBO^2-), W proporcji 1: 1 (SR²⁺: ALBO^2-)

- Srebrny chlorek

AGCL, (ag⁺Cl^-), W proporcji 1: 1 (AG⁺: Cl^-)

- Inni

-Ch₃CONA (wybierz₃Gruchać^-Na⁺), W proporcji 1: 1 (Cho₃Gruchać^-: Na⁺)

- NH₄I (NH₄⁺Siema^-), W proporcji 1: 1 (NH₄⁺: SIEMA^-)

Każdy z tych związków przedstawia wiązanie jonowe, w którym miliony jonów, odpowiadające ich wzorom chemicznym, są przyciągane elektrostatycznie i pochodzą z ciała stałego. Im większa wielkość jego obciążeń jonowych, tym bardziej intensywne będą atrakcje i odpychanie elektrostatyczne.

Dlatego wiązanie jonowe zwykle jest silniejsze, im większe ładunki jonów, które tworzą związek.

Może ci służyć: alkeny

Rozwiązane ćwiczenia

Niektóre ćwiczenia, które umieszczają podstawową wiedzę na temat linku jonowego, zostaną rozwiązane poniżej.

- Ćwiczenie 1

Które z poniższych związków jest jonowe? Opcje to: HF, H₂Lub, nie, h₂S, NH₃ i MGO.

Związek jonowy musi z definicji mieć wiązanie jonowe. Im większa różnica w elektroonywatywności między jej elementami składowymi, tym większy charakter jonowy wspomnianego ogniwa.

Dlatego opcje, które nie mają elementu metalicznego, są zasadniczo odrzucane: hf, h, h, h, h₂Lub h₂S i NH₃. Wszystkie te związki są tworzone tylko przez elementy niemetaliczne. Kation NH₄⁺ Jest to wyjątek od tej reguły, ponieważ nie ma metalu.

Pozostałe opcje to Nah i MGO, które odpowiednio mają metale NA i Mg, zjednoczone z elementami nie -metalowymi. Nah (na⁺H^-) i MGO (MG²⁺ALBO^2-) Są związkami jonowymi.

- Ćwiczenie 2

Rozważ następujący hipotetyczny związek: AG (NH₄)₂WSPÓŁ₃Siema. Jakie są twoje jony i w jakiej proporcji są w stałym?

Rozkładając związek na ich jonach: AG⁺, NH₄⁺, WSPÓŁ₃^2- i ja^-. Są one połączone elektrostatycznie zgodnie z proporcją 1: 2: 1: 1 (Ag⁺: 2nh₄⁺: Co₃^2-: SIEMA^-). Oznacza, że ​​ilość kationów NH₄⁺ To jest podwójne dla jonów ag⁺, WSPÓŁ₃^2- i ja^-.

- Ćwiczenie 3

Które z poniższych związków można by oczekiwać zasadniczo, jak najsilniejszy link jonowy miał? Opcje to: KBR, CAS, NA₂południowy zachód₄, Cuo, Alpo₄ i Pb₃P₄.

KBR składa się z k jonów⁺ i br^-, Z wielkością obciążenia. Następnie CAS ma jony CA²⁺ i s^2-, Przy obciążeniach o podwójnej wielkości, aby można by pomyśleć, że łącze jonowe w CA jest silniejsze niż w KBR; A także silniejsze niż w Na₂południowy zachód₄, ponieważ ten ostatni składa się z jonów Na⁺ A więc₄^2-.

Zarówno CAS, jak i CUO mogą mieć równy silny łącznik jonowy, ponieważ oba zawierają jony z obciążeniami o podwójnej wielkości. Wtedy mamy alpo₄, z jonami al³⁺ i Po₄^3-. Jony te mają potrójne obciążenia wielkości, więc link jonowy w alpo₄ Powinien być silniejszy niż we wszystkich powyższych opcjach.

I wreszcie mamy zwycięzcę PB₃P₄, Cóż, jeśli założymy, że jest to utworzone przez jony, stają się PB⁴⁺ I p^3-. Ich ładunki mają największe wielkości; I dlatego PB₃P₄ Jest to związek, który prawdopodobnie ma najsilniejsze wiązanie jonowe.

Bibliografia

1. Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Chemia. (8 wyd.). Cengage Learning.
2. Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (Czwarta edycja). MC Graw Hill.
3. Wikipedia. (2020). Wiązanie jonów. Źródło: w:.Wikipedia.org
4. Helmestine, Anne Marie, pH.D. (11 lutego 2020). Wiązania jonowe vs kowalencyjne - zrozum różnicę. Odzyskane z: Thoughtco.com
5. Redaktorzy Enyclopaedia Britannica. (31 stycznia 2020). Wiązanie jonowe. Encyclopædia Britannica. Odzyskane z: Britannica.com
6. Słownik chemicool. (2017). Definicja wiązania jonowego. Odzyskane z: Chemicool.com