Az ionos kötés jellemzői, hogyan alakul ki, osztályozás és példák

az ionos kötés Ez az, ahol nincs egy pár elektron egyenlő két atom között. Amikor ez megtörténik, az egyik faj, a legkevésbé elektronegatív, pozitív elektromos töltést kap, míg a több elektronegatív faj negatív elektromos töltéssel jön létre..

Ha A a faj elektropozitív, és X az elektronegatív, majd amikor az ionos kötés alakul ki közöttük, átalakulnak az A ionokká⁺ és X^-. A⁺ ez a pozitív töltésű faj, amelyet kationnak neveznek; és X^- a negatív töltésű faj, az anion.

A felső kép általános ionos kötést mutat bármely két A és X fajhoz. A kék zárójelek azt jelzik, hogy nincs egyértelműen kovalens kötés az A és X között; más szóval, nincs A-X jelenlét.

Ne feledje, hogy A⁺ hiányzik valens elektronok, míg X^- nyolc elektron körül van, azaz a valencia-kötéselmélet (TEV) szerint megfelel az oktett szabályának, és a megfelelő időszak (He, Ne, Ar, stb.) nemesgázához is izoelektronikus..

A nyolc elektron közül kettő zöld. Milyen célból különbözik a többi kék ponttól? Hangsúlyozni, hogy a zöld pár valójában azok az elektronok, amelyeknek meg kell osztaniuk az A-X kötést, ha a természetben kovalens. Tény, hogy nem történik meg az ionos kapcsolatban.

Az A és X az elektrosztatikus vonzereje révén (Coulomb-törvény) hat. Ez megkülönbözteti az ionos vegyületeket kovalens anyagoktól számos fizikai tulajdonságukban, például az olvadási és forráspontban.

index

• 1 Az ionos kötés jellemzői
• 2 Hogyan alakul ki?
  • 2.1 Alkáli és halogén fémek
  • 2.2 Alkáli és kalcinált fémek
  • 2.3 Alkáliföldfémek halogénnel és kalkogénekkel
• 3 Osztályozás
• 4 Az elektronok viselkedése az ionos kötésben
• 5 Ionkötések példái
• 6 Referenciák

Az ionos kötés jellemzői

-Az ionos kötések nem irányítottak, azaz háromdimenziós erővel rendelkeznek, amely képes kristályos elrendezés létrehozására, mint például a fenti képen megfigyelt kálium-klorid..

-Az ionos vegyületeket tartalmazó kémiai képletek az ionok arányát jelölik, nem pedig a kötéseiket. Tehát KCl azt jelenti, hogy van egy Kation⁺ minden Cl anionra^-.

-Az ionos kötések, mivel háromdimenziós hatással vannak az ionjaikra, olyan kristályszerkezeteket hoznak létre, amelyek sok hőenergiát igényelnek az olvadáshoz. Más szavakkal, magas olvadási és forráspontokkal rendelkeznek, szemben a szilárd anyagokkal, ahol a kovalens kötések dominálnak.

-A legtöbb olyan vegyület, amely ionos kötéssel kölcsönhatásba lép, vízben vagy poláros oldószerben oldódik. Ez azért van, mert az oldószer-molekulák hatékonyan körülhatárolhatják az ionokat, megakadályozva, hogy újra találkozzanak a kezdeti kristályos elrendezés kialakításához.

-Az ionos kötés az atomok között keletkezik, és nagy különbség van az elektronegativitásuk között: egy fém és egy nem fém. Például K egy alkálifém, míg a Cl egy halogén, nem fémes elem.

Hogyan alakul ki?

A fenti képen A jelentése fém és X nem-fém atom. Ahhoz, hogy az ionos kötés bekövetkezzen, az A és X közötti elektronegativitásnak olyannak kell lennie, hogy a kötés elektronpárja megosztása nulla legyen. Ez azt jelenti, hogy X megtartja az elektronpárot.

De honnan származik az elektronikus pár? Lényegében a fémes fajok. Ily módon így a zöld szín két pontja egy elektron, amelyet az A fémből a nem fém X-be továbbítanak, és ez az utolsó hozzájárult a további elektronhoz a pár befejezéséhez.

Ha igen, akkor a rendszeres táblázat mely csoportjai tartoznak az A vagy X csoportba? Mivel A-nek egyetlen elektronot kellett áthelyeznie, nagyon valószínű, hogy az IA csoport fémje: az alkálifémek (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr).

Míg X, amikor egy elektron hozzáadásával érte el a valencia-oktettet, egy halogén, a VIIA-csoport eleme.

Alkálifémek és halogének

Az alkálifémek ns valens konfigurációval rendelkeznek¹. Az egyetlen elektron elveszésével és monatómiai ionokká válva⁺ (Li⁺, na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺, fr⁺) az előttük lévő nemesgáz izoelektronikájává válik.

A halogének viszont ns valens konfigurációval rendelkeznek²np⁵. Annak érdekében, hogy az eljövendő nemesgáz izoelektronikussá váljon, további elektronra van szükségük ns konfigurációval²np⁶, amely összesen nyolc elektron.

Mind az alkálifémek, mind a halogének előnyösek az ionos kötés kialakulása miatt, nem is beszélve a kristályos elrendezés által biztosított energetikai stabilitásról..

Ezért az alkálifém és egy halogén által képzett ionos vegyületek kémiai képlete mindig az MX-típusnak felel meg.

Alkáli és kalcinikus fémek

A kalkogének vagy a VIA-csoport (O, S, Se, Te, Po) elemei a halogénekkel ellentétben valencia ns konfigurációval rendelkeznek.²np⁴. Ezért két további elektronra van szükség, az egyik helyett, hogy megfeleljen a valencia oktettnek. Ennek eléréséhez alkálifémek segítségével két elektronból kell fogadniuk.

Miért? Mivel például a nátrium egy elektron, Na ∙. De ha két nátrium, Na ∙ és Na ∙ van, akkor az O-nak az O-jává válhat az elektronjai^2-.

A kapott vegyület Lewis-szerkezete Na⁺ O^2- na⁺. Megjegyezzük, hogy minden oxigén esetében két nátriumion van, ezért a képlet Na₂O.

Ugyanez a magyarázat használható a többi fémre és a többi kalkogénre is.

Felmerül azonban az a kérdés, hogy az összes ilyen elem kombinációja egy ionos vegyületből származik? Léteznek ionos kötések mindegyikükben? Ehhez szükséges lenne összehasonlítani mind a fém M, mind a kalkogének elektronegativitását. Ha nagyon különbözőek, akkor ionos kötések lesznek.

Alkáliföldfémek halogénekkel és kalkogénekkel

Az alkáliföldfémek (Becamgbara) valens konfigurációval rendelkeznek². Az egyetlen két elektronjuk elvesztésével M-ionokká válnak²⁺ (Be²⁺, mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Ra²⁺). Azonban az elektronjukat elfogadó fajok lehetnek halogének vagy kalkogének.

Halogének esetében kettő közülük szükséges egy vegyület kialakításához, mivel egyedileg csak egy elektronot tudnak elfogadni. Így a vegyület: X^- M²⁺ X^-. X lehet bármely halogénatom.

És végül, a kalkogének esetében, hogy képesek két elektron elfogadására, egyikük elegendő az ionos kötés kialakításához: M²⁺O^2-.

besorolás

Az ionos kötés nincs besorolva. Ez azonban a kovalens karaktertől függően változhat. Nem mindegyik kötés száz százalékos ionos, de jóllehet nagyon kismértékben mutatnak egy jelöletlen elektronegativitási különbség kovalens karaktertermékét.

Ez mindenekelőtt a nagyon kicsi ionokkal és magas töltéssel, mint például a Be²⁺. Magas töltési sűrűsége deformálja az X (F, Cl stb.) Elektronikus felhőjét, oly módon, hogy erős kovalens jellegű kötést képez (ami az úgynevezett polarizáció).

Szóval, a BeCl₂ bár ionosnak tűnik, valójában kovalens vegyület.

Az ionos vegyületek azonban ionjaik szerint osztályozhatók. Ha ezek egyszerű, elektromosan töltött atomokból állnak, akkor monatómiai ionokról beszélünk; mivel ha egy hordozómolekula egy töltésű, pozitív vagy negatív töltésű molekuláról van szó, akkor egy poliatomi ionról (NH.) beszélünk₄⁺, NO₃^-, SW₄^2-, stb).

Az elektronok viselkedése az ionos kötésben

Az ionos kötésben lévő elektronok a legtöbb elektronegatív atom magja közelében maradnak. Mivel ez a pár elektron nem tud menekülni az X-ből^- kovalensen összekapcsolódik az A-val⁺, az elektrosztatikus kölcsönhatások jönnek létre.

A kationok A⁺ elriasztani másokat A⁺, és ez az X anionokkal is megtörténik^- a többiekkel. Az ionok arra törekszenek, hogy a repulziókat egy minimális értékre állítsák úgy, hogy a vonzó erők túlnyúljanak a visszataszító erők felett; és ha sikerül elérniük, akkor mindkét ion vegyületre jellemző kristályos elrendezés keletkezik.

Elméletileg az elektronok az anionokban vannak, és mivel az anionok a kristályrácsban maradnak, a sók vezetőképessége a szilárd fázisban nagyon alacsony.

Ugyanakkor megnő, ha megolvad, mivel az ionok szabadon vándorolhatnak, valamint az elektronok, amelyek a pozitív töltésekkel vonzódhatnak.

Ionkötések példái

Az ionos vegyületek azonosításának egyik módja egy fém és egy nem-fém vagy polimer anion jelenlétének megfigyelése. Ezután számítsuk ki az elektronegativitás bármelyikével az A és X értékek közötti különbséget. Ha ez a különbség nagyobb, mint 1,7, akkor ez egy ionos kötéssel rendelkező vegyület..

Ilyen például a következő:

KBr: kálium-bromid

BeF₂: berillium-fluorid

na₂O: nátrium-oxid

Li₂O: lítium-oxid

K₂O: kálium-oxid

MgO: magnézium-oxid

CaF₂: kalcium-fluorid

na₂S: nátrium-szulfid

NaI: nátrium-jodid

CsF: cézium-fluorid

Szintén előfordulhatnak ionos vegyületek, amelyeknek a polimio-ionjai vannak:

Cu (NO₃)₂: réz-nitrát (II)

NH₄Cl: ammónium-klorid

CH₃COONa: nátrium-acetát

Sr₃(PO₄)₂: stroncium-foszfát

CH₃COONH₄: ammónium-acetát

LiOH: lítium-hidroxid

KMnO₄: kálium-permanganát

referenciák

1. Whitten, Davis, Peck és Stanley. Kémia. (8. kiadás). CENGAGE Learning, p 251-258.
2. Kémia LibreTexts. Ion és kovalens kötések. Letöltve: chem.libretexts.org
3. Chemistry 301. (2014). Ionic Bonding. Készült: ch301.cm.utexas.edu
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2017. augusztus 16.) Példák az ionos kötvényekre és vegyületekre
5. TutorVista. (2018). Ionic Bonding. Készült: chemistry.tutorvista.com
6. Chris P. Schaller, Ph.D. IM7. Mely kötések ionosak és kovalensek? Készült: workers.csbsju.edu