Χαρακτηριστικά ιωνικού δεσμού, πώς σχηματίζεται, ταξινόμηση και παραδείγματα

Το ιονικό δεσμό είναι ότι όπου δεν υπάρχει δίκαιη κατανομή ενός ζεύγους ηλεκτρονίων μεταξύ δύο ατόμων. Όταν συμβεί αυτό, ένα από τα είδη, το λιγότερο ηλεκτροαρνητικό, αποκτά θετικό ηλεκτρικό φορτίο, ενώ τα πιο ηλεκτροαρνητικά είδη καταλήγουν με αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο..

Εάν το Α είναι το είδος ηλεκτροθετικό, και Χ ηλεκτραρνητικό, όταν ο ιοντικός δεσμός σχηματίζεται μεταξύ τους γίνονται ιόντων Α⁺ και Χ^-. Α⁺ είναι το θετικά φορτισμένο είδος, το οποίο ονομάζεται κατιόν. και Χ^- είναι το αρνητικά φορτισμένο είδος, το ανιόν.

Η άνω εικόνα δείχνει ένα γενικό ιοντικό δεσμό για οποιαδήποτε δύο είδη Α και Χ. Τα μπλε παρένθεση δείχνουν ότι δεν υπάρχει σαφώς ομοιοπολικός δεσμός μεταξύ Α και Χ. με άλλα λόγια, δεν υπάρχει παρουσία Α-Χ.

Σημειώστε ότι A⁺ στερείται ηλεκτρόνια σθένους, ενώ το Χ^- γύρω οκτώ ηλεκτρόνια, δηλαδή, συναντά τον κανόνα οκτάδας σύμφωνα με την θεωρία δεσμού σθένους (TEV) και είναι επίσης ισοηλεκτρονικά την ευγενούς αερίου της αντίστοιχης περιόδου (He, Ne, Ar, κτλ).

Από τα οκτώ ηλεκτρόνια, δύο από αυτά είναι πράσινα. Για ποιο σκοπό είναι διαφορετικό από τα υπόλοιπα μπλε κουκκίδες; Για να τονίσουμε ότι το πράσινο ζεύγος είναι στην πραγματικότητα τα ηλεκτρόνια που πρέπει να μοιράζονται στον δεσμό A-X αν ήταν ομοιοπολικά στη φύση. Γεγονός που δεν συμβαίνει στην ιονική σύνδεση.

Α και Χ αλληλεπιδρούν μέσω ηλεκτροστατικών δυνάμεων έλξης (νόμος του Coulomb). Αυτή η διαφορά ιονικές ενώσεις ομοιοπολικής σε πολλές φυσικές ιδιότητες όπως το σημείο τήξης και βρασμού.

Ευρετήριο

• 1 Χαρακτηριστικά του ιοντικού δεσμού
• 2 Πώς σχηματίζεται?
  • 2.1 Αλκαλικά και αλογόνα
  • 2.2 Αλκαλικά και calcogenic μέταλλα
  • 2.3 Μέταλλα αλκαλικών γαιών με αλογόνα και χαλκογόνα
• 3 Ταξινόμηση
• 4 Συμπεριφορά των ηλεκτρονίων στον ιοντικό δεσμό
• 5 Παραδείγματα ιοντικών δεσμών
• 6 Αναφορές

Χαρακτηριστικά του ιοντικού δεσμού

-Ιοντικών δεσμών δεν είναι κατευθυντική, δηλαδή να ασκούν δύναμη ικανή να δημιουργήσει τρισδιάστατη κρυσταλλική διάταξη, όπως χλωριούχο κάλιο παρατηρείται στην παραπάνω εικόνα.

-Οι χημικοί τύποι που περιλαμβάνουν τις ιονικές ενώσεις υποδηλώνουν την αναλογία των ιόντων και όχι τους δεσμούς τους. Έτσι, το ΚΟΙ σημαίνει ότι υπάρχει Κ⁺ για κάθε ανιόν Cl^-.

-Οι ιωνικοί δεσμοί, δεδομένου ότι έχουν μια τρισδιάστατη επίδραση στα ιόντα τους, δημιουργούν κρυσταλλικές δομές που απαιτούν μεγάλη ποσότητα θερμικής ενέργειας για να λιώσουν. Με άλλα λόγια, παρουσιάζουν σημεία τήξης και βρασμού σε αντίθεση με στερεά όπου επικρατούν ομοιοπολικοί δεσμοί.

-Οι περισσότερες ενώσεις που αλληλεπιδρούν με ιονικούς δεσμούς είναι διαλυτές στο νερό ή σε πολικούς διαλύτες. Αυτό συμβαίνει επειδή τα μόρια του διαλύτη μπορούν να περιβάλλουν αποτελεσματικά τα ιόντα, εμποδίζοντας τους να συναντηθούν ξανά για να σχηματίσουν την αρχική κρυσταλλική διάταξη.

-Η ιονική δεσμός μεταξύ των ατόμων προέρχεται με ένα μεγάλο διάκενο μεταξύ ηλεκτραρνητικότητες τους: ένα μέταλλο και ένα Αμέταλλα. Για παράδειγμα, το Κ είναι ένα αλκαλικό μέταλλο, ενώ το Cl είναι ένα αλογόνο, μη μεταλλικό στοιχείο.

Πώς σχηματίζεται?

Στην παραπάνω εικόνα, το Α αντιπροσωπεύει ένα μέταλλο και το Χ ένα μη μεταλλικό άτομο. Για να συμβεί ο ιονικός δεσμός, η διαφορά των ηλεκτροαρνημάτων μεταξύ Α και Χ πρέπει να είναι τέτοια ώστε η κατανομή των ζευγών ηλεκτρονίων του δεσμού να είναι μηδενική. Αυτό σημαίνει ότι το X θα κρατήσει το ζεύγος ηλεκτρονίων.

Αλλά από πού προέρχεται το ηλεκτρονικό ζεύγος; Ουσιαστικά, από τα μεταλλικά είδη. στη συνέχεια να είναι έτσι ένα από τα δύο σημεία του πράσινου είναι ένα ηλεκτρόνιο μεταφέρεται από μέταλλο για να Αμέταλλα Ένα Χ, και η τελευταία παρέχεται το επιπλέον ζεύγος ηλεκτρονίων για να ολοκληρωθεί η.

Εάν ναι, σε ποιες ομάδες του περιοδικού πίνακα ανήκουν το Α ή το Χ; Επειδή Α είχε ένα ενιαίο μεταφοράς ηλεκτρονίων, είναι πολύ πιθανό να είναι από ένα μέταλλο της ομάδας ΙΑ μετάλλων αλκαλίων (Li, Na, Κ, Rb, Cs, Fr).

Ενώ Χ, όπως οκτάδα σθένους που επιτεύχθηκε από την προσθήκη ενός ηλεκτρονίου, είναι ένα αλογόνο, ομάδα VIIA στοιχείο.

Αλκαλικά μέταλλα και αλογόνα

Τα αλκαλικά μέταλλα έχουν διαμόρφωση σθένους ns¹. Χάνοντας αυτό το μόνο ηλεκτρόνιο και καθιστώντας τα μονοτονικά ιόντα Μ⁺ (Li⁺, Na⁺, Κ⁺, Rb⁺, Cs⁺, Φρ⁺) γίνεται ισοηλεκτρονικό στο ευγενές αέριο που προηγείται αυτών.

Τα αλογόνα, από την άλλη πλευρά, έχουν διαμόρφωση σθένους ns²np⁵. Για να είναι ισοηλεκτρονικές στο ευγενές αέριο που έρχεται, πρέπει να αποκτήσουν ένα επιπλέον ηλεκτρόνιο για να έχουν διαμόρφωση ns²np⁶, η οποία συνολικά οκτώ ηλεκτρόνια.

Τόσο τα αλκαλικά μέταλλα όσο και τα αλογόνα επωφελούνται από τον σχηματισμό του ιοντικού δεσμού για αυτόν τον λόγο, για να μην αναφέρουμε την ενεργειακή σταθερότητα που παρέχεται από την κρυσταλλική διάταξη.

Επομένως, οι ιονικές ενώσεις που σχηματίζονται από αλκαλικό μέταλλο και αλογόνο έχουν πάντοτε έναν χημικό τύπο του τύπου MX.

Αλκαλικά και calcogenic μέταλλα

Τα χαλκογόνα ή τα στοιχεία της ομάδας VIA (O, S, Se, Te, Po) έχουν, σε αντίθεση με τα αλογόνα, μια διαμόρφωση σθένους ns²np⁴. Επομένως, απαιτούνται δύο επιπλέον ηλεκτρόνια αντί για ένα για να συμμορφώνονται με την οκτάδα σθένους. Για να επιτευχθεί αυτό με τη βοήθεια αλκαλικών μετάλλων, πρέπει να λάβουν ένα ηλεκτρόνιο από δύο από αυτά.

Γιατί; Επειδή, για παράδειγμα, το νάτριο μπορεί να δώσει ένα μόνο ηλεκτρόνιο, Na ∙. Αλλά αν υπάρχουν δύο sodes, Na Na ∙ και ∙ Το Ο μπορεί να λάβει τα ηλεκτρόνια για να γίνει το ανιόν O^2-.

Μία δομή Lewis για την προκύπτουσα ένωση θα είναι Να⁺ Ο^2- Na⁺. Σημειώστε ότι για κάθε οξυγόνο υπάρχουν δύο ιόντα νατρίου και επομένως ο τύπος είναι Na₂Ο.

Η ίδια εξήγηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τα άλλα μέταλλα αλλά και για τα άλλα χαλκογόνα.

Ωστόσο, τίθεται το ερώτημα: ο συνδυασμός όλων αυτών των στοιχείων θα προέρχεται από μια ιοντική ένωση; Θα υπάρξουν ιονικοί δεσμοί σε όλους τους; Γι 'αυτό, θα ήταν απαραίτητο να συγκριθούν οι ηλεκτροαρνησίες τόσο του μετάλλου Μ όσο και των χαλκογόνων. Αν είναι πολύ διαφορετικά, τότε θα υπάρχουν ιονικοί δεσμοί.

Μέταλλα αλκαλικών γαιών με αλογόνα και χαλκογόνα

Τα αλκαλικά μέταλλα (ο κ. Becamgbara) έχουν διαμόρφωση σθένους ns². Χάνοντας τα δύο μόνο τους ηλεκτρόνια, γίνονται τα ιόντα Μ²⁺ (Be²⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Ra²⁺). Ωστόσο, τα είδη που δέχονται τα ηλεκτρόνια τους μπορεί να είναι αλογόνα ή χαλκογόνα.

Στην περίπτωση των αλογόνων, δύο από αυτά χρειάζονται για να σχηματίσουν μια ένωση, αφού μεμονωμένα μπορούν να δεχθούν μόνο ένα ηλεκτρόνιο. Έτσι, η ένωση θα είναι: Χ^- Μ²⁺ Χ^-. Το Χ μπορεί να είναι οποιοδήποτε από τα αλογόνα.

Και τέλος, για την περίπτωση της χαλκογόνο, να είναι σε θέση να δεχθεί δύο ηλεκτρόνια αρκετά από αυτά για να σχηματίσουν το ιοντικό δεσμό: Μ²⁺Ο^2-.

Ταξινόμηση

Δεν υπάρχει ταξινόμηση του ιοντικού δεσμού. Ωστόσο, αυτό μπορεί να ποικίλει ανάλογα με τον ομοιοπολικό χαρακτήρα. Δεν είναι όλοι οι δεσμοί εκατό τοις εκατό ιοντικοί, αλλά παρουσιάζουν, αν και πολύ ελαφρώς, ένα προϊόν ομοιοπολικού χαρακτήρα μιας διακριτικής σήμανσης διαφοράς ηλεκτροαρνησίας.

Αυτό παρατηρείται κυρίως με τα πολύ μικρά ιόντα και με υψηλά φορτία, όπως το Be²⁺. Η υψηλή πυκνότητα φορτίου παραμορφώνει το ηλεκτρονικό σύννεφο του Χ (F, Cl, κ.λπ.), με τέτοιο τρόπο ώστε να τον αναγκάζει να σχηματίσει δεσμό με υψηλό ομοιοπολικό χαρακτήρα (αυτό που είναι γνωστό ως πόλωση).

Έτσι, το BeCl₂ αν και φαίνεται να είναι ιοντικό, είναι στην πραγματικότητα μια ομοιοπολική ένωση.

Ωστόσο, οι ιονικές ενώσεις μπορούν να ταξινομηθούν σύμφωνα με τα ιόντα τους. Εάν αυτά αποτελούνται από απλά ηλεκτρικά φορτισμένα άτομα, μιλάμε για μονοτονικά ιόντα. ενώ αν είναι μόριο φορέα ενός φορτίου, είτε θετικό είτε αρνητικό, μιλάμε για ένα πολυατομικό ιόν (NH₄⁺, Όχι₃^-, Έτσι₄^2-, κ.λπ.).

Συμπεριφορά των ηλεκτρονίων στον ιοντικό δεσμό

Τα ηλεκτρόνια στον ιοντικό δεσμό παραμένουν κοντά στον πυρήνα του πιο ηλεκτροαρνητικού ατόμου. Δεδομένου ότι αυτό το ζεύγος ηλεκτρονίων δεν μπορεί να ξεφύγει από το Χ^- να συνδεθεί ομοιοπολικά με το Α⁺, ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις.

Τα κατιόντα Α⁺ απωθείτε άλλους Α⁺, και συμβαίνει επίσης με τα ανιόντα Χ^- με τους άλλους. Ψάχνετε ιόντα επίπεδο απωθήσεις στο ελάχιστο, έτσι ώστε οι ελκτικές δυνάμεις κυριαρχούν πάνω από το αποκρουστικό? και η διάταξη φακό που χαρακτηρίζει και τις δύο ενώσεις, όταν παίρνουν ιοντική προκύπτει.

Θεωρητικά, τα ηλεκτρόνια περιορίζονται στα ανιόντα και εφόσον τα ανιόντα παραμένουν σταθερά στο κρυσταλλικό πλέγμα, η αγωγιμότητα των αλάτων στη στερεά φάση είναι πολύ χαμηλή.

Ωστόσο, αυξάνεται όταν λιώνουν, δεδομένου ότι τα ιόντα μπορούν να μεταναστεύουν ελεύθερα καθώς και τα ηλεκτρόνια που μπορούν να ρέουν προσελκύονται από τα θετικά φορτία.

Παραδείγματα ιοντικών δεσμών

Μία μέθοδος για την ταυτοποίηση ιοντικών ενώσεων είναι η παρατήρηση της παρουσίας ενός μετάλλου και ενός μη μεταλλικού ή πολυατομικού ανιόντος. Στη συνέχεια, τον υπολογισμό κάθε διαφορά κλίμακα ηλεκτραρνητικότητα αυτών των τιμών για το Α και Χ Εάν αυτή η διαφορά είναι μεγαλύτερη από 1.7, τότε είναι μια ένωση με ιοντικούς δεσμούς.

Παραδείγματα αυτών είναι τα εξής:

KBr: βρωμιούχο κάλιο

BeF₂: φθοριούχο βηρύλλιο

Na₂Ο: οξείδιο νατρίου

Λι₂Ο: οξείδιο του λιθίου

Κ₂Ο: οξείδιο καλίου

MgO: οξείδιο του μαγνησίου

CaF₂: φθοριούχο ασβέστιο

Na₂S: θειούχο νάτριο

NaI: ιωδιούχο νάτριο

CsF: φθοριούχο καίσιο

Επίσης, μπορεί να υπάρχουν ιονικές ενώσεις με πολυατομικά ιόντα:

Cu (NO₃)₂: νιτρικό χαλκό (II)

NH₄Cl: χλωριούχο αμμώνιο

CH₃COONa: οξικό νάτριο

Sr₃(PO₄)₂: φωσφορικό στρόντιο

CH₃COONH₄: οξικό αμμώνιο

LiOH: υδροξείδιο του λιθίου

KMnO₄: υπερμαγγανικό κάλιο

Αναφορές

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Χημεία (8η έκδοση). CENGAGE Learning, σελ. 251-258.
2. Χημεία LibreTexts. Ιωνικούς και ομοιοπολικούς δεσμούς. Από: chem.libretexts.org
3. Chemistry 301. (2014). Ιονική συγκόλληση. Λαμβάνεται από: ch301.cm.utexas.edu
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (16 Αυγούστου 2017. Παραδείγματα ιωνικών δεσμών και ενώσεων.) Λαμβάνεται από: thoughtco.com
5. TutorVista. (2018). Ιονική συγκόλληση. Από: chemistry.tutorvista.com
6. Chris P. Schaller, Ph.D. IM7. Ποιοι δεσμοί είναι ιοντικοί και οι οποίοι είναι ομοιοπολικοί? Από: employees.csbsju.edu