Характеристики на йонни връзки, как се формира, класификация и примери

на йонна връзка е, че там, където няма справедливо споделяне на двойка електрони между два атома. Когато това се случи, един от видовете, най-малко електроотрицателен, придобива положителен електрически заряд, докато по-електроотрицателните видове завършват с отрицателен електрически заряд..

Ако А е видът електроположително, и X - електроотрицателната, тогава, когато между тях се образува йонната връзка, те се трансформират в йони А⁺ и X^-. А⁺ това е положително зареденият вид, който се нарича катион; и X^- е отрицателно зареденият вид, анионът.

Горното изображение показва обща йонна връзка за всеки два вида А и X. Сините скоби показват, че няма ясно ковалентна връзка между А и X; с други думи, няма A-X присъствие.

Имайте предвид, че A⁺ липсват валентни електрони, докато X^- то е заобиколено от осем електрона, т.е. отговаря на правилото на октета според теорията на валентните връзки (TEV) и е изоелектронно на благородния газ от съответния период (He, Ne, Ar и др.).

От осемте електрона два от тях са зелени. За какво е различна от останалите сини точки? За да се подчертае, че зелената двойка всъщност е електроните, които трябва да се споделят в A-X връзката, ако са ковалентни по природа. Факт, че не се случва в йонната връзка.

А и Х взаимодействат чрез електростатични сили на привличане (Coulomb's Law). Това диференцира йонните съединения от ковалентните в много от техните физични свойства, като температурата на топене и кипене.

индекс

• 1 Характеристики на йонната връзка
• 2 Как се формира?
  • 2.1 Алкални и халогенни метали
  • 2.2 Алкални и калциеви метали
  • 2.3 Алкалоземни метали с халогени и халкогени
• 3 Класификация
• 4 Поведение на електроните в йонната връзка
• 5 Примери за йонни връзки
• 6 Препратки

Характеристики на йонната връзка

-Йонните връзки не са насочени, т.е. те упражняват триизмерна сила, способна да създаде кристална подредба, такава като калиевия хлорид, наблюдаван на изображението по-горе.

-Химичните формули, които съдържат йонните съединения, означават съотношението на йони, а не техните връзки. Така, KCl означава, че има K катион⁺ за всеки Cl анион^-.

-Йонните връзки, тъй като те имат триизмерно влияние върху техните йони, генерират кристални структури, които изискват много топлинна енергия за топене. С други думи, те показват високи точки на топене и кипене, за разлика от твърдите вещества, където преобладават ковалентните връзки.

-Повечето съединения, които взаимодействат чрез йонни връзки, са разтворими във вода или в полярни разтворители. Това е така, защото молекулите на разтворителя могат ефективно да обграждат йони, което им пречи да се срещнат отново, за да образуват първоначалната кристална структура.

-Йонната връзка възниква между атомите с голяма пропаст между електронегативността им: метал и неметал. Например, К е алкален метал, докато С1 е халогенен, неметален елемент.

Как се формира?

На изображението по-горе А представлява метал и X неметален атом. За да настъпи йонната връзка, разликата на електроотрицателността между А и X трябва да бъде такава, че споделянето на електронната двойка на връзката да е нула. Това означава, че X ще запази електронната двойка.

Но откъде идва електронната двойка? По същество, от металните видове. Тъй като по този начин, една от двете точки на зелен цвят е електрон, прехвърлен от метала А към неметалния Х, и този последен е допринесъл с допълнителния електрон за завършване на двойката..

Ако е така, към кои групи в периодичната таблица принадлежат A или X? Тъй като А е трябвало да прехвърли един електрон, много вероятно е той да е метал от група IA: алкалните метали (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr)..

Докато X, тъй като достига валентен октет чрез добавяне на електрон, той е халоген, елемент от VIIA групата.

Алкални метали и халогени

Алкалните метали имат ns валентна конфигурация¹. Като загубят този единствен електрон и стават моноатомични йони М⁺ (Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺, Fr⁺) става изоелектронен за благородния газ, който ги предхожда.

Халогените, от друга страна, имат конфигурация на ns валентност²NP⁵. За да бъдат изоелектронни за благородния газ, който идва, те трябва да придобият допълнителен електрон, за да имат конфигурация от ns²NP⁶, което е общо осем електрона.

Както алкалните метали, така и халогените се възползват от образуването на йонната връзка по тази причина, да не говорим за енергийната стабилност, осигурена от кристалната подредба..

Следователно, йонните съединения, образувани от алкален метал и халоген винаги имат химична формула от типа MX.

Алкални и калциеви метали

Халкогените или елементите на VIA групата (O, S, Se, Te, Po) имат, за разлика от халогените, конфигурация на валентните нс²NP⁴. Следователно, той изисква два допълнителни електрона вместо един, за да се съобрази с валентния октет. За да се постигне това с помощта на алкални метали, те трябва да получат електрон от два от тях.

Защо? Защото, например, натрий може да даде един-единствен електрон, Na2. Но ако има два натрия, Na ∙ и Na may, О може да получи своите електрони, за да стане анион О^2-.

Структурата на Люис за полученото съединение ще бъде Na⁺ О^2- Na⁺. Забележете, че за всеки кислород има два натриеви йона и следователно формулата е Na₂О.

Същото обяснение може да се използва и за другите метали, както и за другите халкогени.

Възниква обаче въпросът: дали комбинацията от всички тези елементи ще създаде йонно съединение? Ще има ли йонни връзки във всички тях? За тази цел е необходимо да се сравнят електроотрицателността както на метала М, така и на халкогените. Ако те са много различни, тогава ще има йонни връзки.

Алкалоземни метали с халогени и халкогени

Алкалоземните метали (г-н Becamgbara) имат валентни конфигурации ns². Като загубят само двата си електрона, те стават М-йони²⁺ (Бъдете²⁺, мг²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ба²⁺, Ра²⁺). Въпреки това, видовете, които приемат електроните си, може да са халогени или халкогени.

В случай на халогени, две от тях са необходими за образуване на съединение, тъй като те могат да приемат само по един електрон. Така, съединението би било: X^- М²⁺ X^-. X може да бъде всеки от халогените.

И накрая, за случая на калцигените, които са в състояние да приемат два електрона, един от тях би бил достатъчен за образуване на йонната връзка: М²⁺О^2-.

класификация

Няма класификация на йонната връзка. Това обаче може да варира в зависимост от ковалентния характер. Не всички връзки са сто процента йонни, но показват, макар и много леко, ковалентен характер на немаркирана разлика в електроотрицателността..

Това е забележимо преди всичко с много малки йони и с високи такси, като например Be²⁺. Нейната висока плътност на заряда деформира електронния облак от X (F, Cl и т.н.) по такъв начин, че да го принуди да образува връзка с висок ковалентен характер (това, което е известно като поляризация).

И така, BeCl₂ въпреки че изглежда йонна, тя всъщност е ковалентно съединение.

Въпреки това, йонните съединения могат да бъдат класифицирани според техните йони. Ако те се състоят от прости електрически заредени атоми, ние говорим за едноатомни йони; като има предвид, че ако тя е молекула носител на заряд, независимо дали е положителна или отрицателна, ние говорим за многоатомния йон (NH₄⁺, NO₃^-, SW₄^2-, и т.н.).

Поведение на електроните в йонната връзка

Електроните в йонната връзка остават в близост до ядрото на най-електроотрицателния атом. Тъй като тази двойка електрони не може да избяга от X^- да се свърже ковалентно с А⁺, електростатични взаимодействия.

Катионите A⁺ отблъсквайте другите А⁺, това се случва и с X анионите^- с другите. Ионите се стремят да изравнят отблъскванията до минимална стойност по такъв начин, че атрактивните сили да преобладават над отблъскващите сили; и когато успеят да го постигнат, възниква кристалната подредба, която характеризира и двете йонни съединения.

На теория, електроните са ограничени в анионите и тъй като анионите остават фиксирани в кристалната решетка, проводимостта на солите в твърдата фаза е много ниска..

Въпреки това, той се увеличава, когато се стопяват, тъй като йоните могат да мигрират свободно, както и електроните, които могат да текат привлечени от положителните заряди..

Примери за йонни връзки

Един метод за идентифициране на йонни съединения е да се наблюдава наличието на метал и неметален или многоатомни аниони. След това, изчислете с някоя от скалите на електронегативността разликата между тези стойности за A и X. Ако тази разлика е по-голяма от 1,7, то тя е съединение с йонни връзки..

Примери за това са следните:

KBr: калиев бромид

БИФ₂: берилиев флуорид

Na₂О: натриев оксид

Ли₂О: литиев оксид

K₂О: калиев оксид

MgO: магнезиев оксид

CaF₂калциев флуорид

Na₂S: натриев сулфид

Na1: натриев йодид

CsF: цезиев флуорид

Също така могат да присъстват йонни съединения с многоатомни йони:

Cu (NO₃)₂: меден нитрат (II)

NH₄С1: амониев хлорид

СН₃COONa: натриев ацетат

Sr₃(PO₄)₂: стронциев фосфат

СН₃COONH₄амониев ацетат

LiOH: литиев хидроксид

калиев перманганат₄калиев перманганат

препратки

1. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. Химия. (8-мо изд.). CENGAGE Learning, стр. 251-258.
2. Химия LibreTexts. Йонни и ковалентни връзки. Взето от: chem.libretexts.org
3. Chemistry 301. (2014). Йонно свързване. Взето от: ch301.cm.utexas.edu
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (16 август 2017 г. Примери за йонни облигации и съединения.) Взети от: thoughtco.com
5. TutorVista. (2018). Йонно свързване. Взето от: chemistry.tutorvista.com
6. Chris P. Schaller, Ph.D. IM7. Кои връзки са йонни и ковалентни? Взето от: workers.csbsju.edu