Ioniske koblingskarakteristikker, hvordan former og eksempler

Han ionisk lenke Det er en type kjemisk binding der det er en elektrostatisk attraksjon mellom ioner med motsatt belastning. Det vil si at et positivt belastet ion danner en kobling med et ion som er negativt lastet, og overfører elektroner fra ett atom til et annet. 

Denne typen kjemiske bindinger oppstår når valenselektronene til ett atom blir permanent overført til et annet. Atomet som mister elektroner blir en kation (positivt lastet), og den som får elektroner blir en anion (negativt lastet).

Eksempel på ionisk binding: natriumfluorid. Natrium mister et Valencia -elektron og gir det til fluor. WDCF [CC BY-S (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)]

[TOC]

Ionisk koblingskonsept

Den ioniske bindingen er den som elektrisk ladede partikler, kalt ioner, samhandler for å gi opphav til ioniske faste stoffer og væsker. Denne koblingen er et produkt av elektrostatiske interaksjoner mellom hundrevis av millioner ioner, og er ikke bare begrenset til et par av dem; det vil si at det går utover attraksjonen mellom en positiv belastning mot en negativ belastning.

Tenk for eksempel det ioniske forbindelsen natriumklorid, NaCl, kjent som best som bordsalt. I NaCl dominerer den ioniske bindingen, så den er sammensatt av Na -ioner⁺ og cl^-. Deretter en⁺ Det er det positive ionet eller kationen, mens CL^- (Klorid) er det negative ionet eller anionen.

Na+ og klioner i natriumklorid forblir samlet takket være det ioniske bindingen. Kilde: Eyal Bairey via Wikipedia.

Begge Na⁺ Som CL^- De tiltrekkes for å være overfor elektriske belastninger. Avstandene mellom disse ionene lar andre nærme seg, slik at NaCl -par og par vises. Na kationer⁺ De vil avvise hverandre for å være av like store belastninger, og det samme skjer med hverandre med CL -anionene^-.

Det kommer en tid hvor millioner av naioner⁺ og cl^- De klarer å forene, sammenhengende, for å stamme en struktur så stabil som mulig; En styrt av den ioniske lenken (overlegen bilde). Na kationer⁺ De er mindre enn CL -anioner^- På grunn av den økende effektive kjernefysiske kraften til kjernen på ytre elektroner.

NaCl ionisk lenke. Rhannosh/CC By-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)

Den ioniske bindingen er preget av å etablere bestilte strukturer der avstanden mellom ionene (Na⁺ og cl^- I tilfelle av NaCl) er det lite sammenlignet med andre faste stoffer. Det er snakk om en ionisk krystallinsk struktur.

Hvordan er en ionisk kobling?

Den ioniske bindingen foregår bare hvis en elektronfordeling oppstår slik at ionbelastningen oppstår. Denne typen koblinger kan aldri oppstå mellom nøytrale partikler. Det må nødvendigvis være kationer og anioner. Men hvor kommer de fra?

Ionisk lenkeillustrasjon. a) Natrium har en negativ nettbelastning. b) natrium gir et elektron til klor. Natrium er med en positiv nettbelastning og klor med negativ nettbelastning, og genererer den ioniske bindingen. Denne typen koblinger mellom millioner av NA- og CL -atomer gir opphav til fysisk salt. OpenX College/CC av (https: // creativecommons.Org/lisenser/av/3.0)

Det er mange måter som ioner stammer fra, men i hovedsak er mange basert på en oksidasjonsreduksjonsreaksjon. De fleste av de uorganiske ioniske forbindelsene består av et metallisk element med et ikke -metallisk element (de av blokken p av det periodiske bordet).

Metallet må oksidere, miste elektroner, for å transformere seg til en kation. På den annen side reduseres det ikke -metalliske elementet, får disse elektronene og blir en anion. Følgende bilde illustrerer dette punktet for dannelse av NaCl fra natrium- og kloratomer:

Kan tjene deg: arseninsyre (H3SO4): egenskaper, risikoer og bruksområderDannelse av en ionisk kobling. Kilde: Shafei på arabisk Wikipedia / Public Domain

NA -atomet donerer en av sine Valencia -elektroner til CL. Når denne elektronfordelingen skjer, dannes NA -ioner⁺ og cl^-, som begynner å tiltrekke seg umiddelbart og elektrostatisk.

Det sies derfor at NA⁺ og cl^- De deler ikke noe par elektroner, i motsetning til hva som kan forventes for en hypotetisk Na-Cl kovalent binding.

Ioniske lenkeegenskaper

Den ioniske bindingen er ikke -retning, det vil si at styrken ikke er til stede i en enkelt retning, men blir forplantet av rom basert på avstandene som skiller ionene. Dette faktum er viktig, fordi det betyr at ionene er sterkt forent, noe som forklarer flere av de fysiske egenskapene til ioniske faste stoffer.

Smeltepunkt

Den ioniske bindingen er ansvarlig for salt til en temperatur på 801 ºC. Denne temperaturen er betydelig høy sammenlignet med fusjonspunktene til flere metaller.

Dette er fordi NaCl må absorbere nok varme slik at ionene begynner å strømme fritt utenfor krystallene; det vil si at attraksjonene mellom NA må overvinnes⁺ og cl^-.

Kokepunkt

Fusjons- og kokepunktene til ioniske forbindelser er spesielt høyt produkt av deres sterke elektrostatiske interaksjoner: deres ioniske binding. Imidlertid, siden denne koblingen involverer mange ioner, tildeles denne oppførselen vanligvis til intermolekylære krefter, og ikke ordentlig til den ioniske bindingen.

Når det gjelder salt, når NaCl er blitt smeltet, er en væske sammensatt av de samme innledende ionene oppnådd; Først nå beveger de seg med større frihet. Den ioniske lenken er fremdeles til stede. Naioner⁺ og cl^- De møtes på overflaten av væsken for å skape en stor overflatespenning, som forhindrer ioner i å slippe unna gassfasen.

Derfor må smeltet salt øke temperaturen ytterligere for å koke. NaCls kokepunkt er 1465 ºC. Ved denne temperaturen overstiger varmen attraksjonene mellom NA⁺ og cl^- I væsken begynner NaCl -vaporene å danne seg med et trykk som er lik atmosfærisk.

Elektronegativitet

Tidligere ble det sagt at den ioniske bindingen er dannet mellom et metallisk element og et ikke -metallisk element. Oppsummert kontoer: mellom et metall og en ikke -metall. Vanligvis er dette når det gjelder uorganiske ioniske forbindelser; Fremfor alt de av binær type, for eksempel NaCl.

For elektronfordeling (NA⁺Cl^-) og ikke en deling (NA-CL), må det være en stor elektronegativitetsforskjell mellom begge atomene. Ellers ville det ikke være noen ionisk kobling mellom dem to. Muligens NA- og CL -tilnærming, samhandler, men umiddelbart CL, for sin større elektronegativitet, "snapper" et elektron til NA.

Imidlertid gjelder dette scenariet bare for binære forbindelser, MX, for eksempel NaCl. For andre salter eller ioniske forbindelser er treningsprosessene deres mer kompliserte og kan ikke adresseres fra et bare atomisk eller molekylært perspektiv.

Det kan tjene deg: Alquinos

Folkens

Det er ingen forskjellige typer ioniske bindinger, siden det elektrostatiske fenomenet er rent fysisk, og varierer bare måten ionene samvirker på, eller antall atomer de har; det vil si hvis de er monoatomiske eller polyatomiske ioner. Hvert element eller forbindelse forårsaker også et karakteristisk ion som definerer forbindelsenes natur.

I eksempleseksjonen vil dette punktet bli utdypet, og det vil sees at den ioniske koblingen er den samme i essens i alle forbindelser. Når dette ikke er oppfylt, sies det at den ioniske båndet har en viss kovalent karakter, noe som er tilfelle av mange overgangsmetaller, der anionene er koordinert med kationer; For eksempel FECL₃ (Tro³⁺-Cl^-).

Eksempler på ioniske lenker

Flere ioniske forbindelser vil bli listet opp nedenfor, og deres ioner og proporsjoner vil bli fremhevet:

- Magnesiumklorid

Mgcl₂, (Mg²⁺Cl^-), I en 1: 2 -andel (mg²⁺: 2 cl^-)

- Kaliumfluorid

Kf, (k⁺F^-), I en 1: 1 -andel (k⁺: F^-)

- Natriumsulfid

Na₂S, (na⁺S^2-), I en proporsjon 2: 1 (2⁺: S^2-)

- Lito hydroksyd

Lioh, (Li⁺Åh^-), I en 1: 1 -andel (Li⁺: Åh^-)

- Kalsiumfluorid

Caf₂, (AC²⁺F^-), I en 1: 2 -andel (CA²⁺: 2f^-)

- Natriumkarbonat

Na₂Co₃, (Na⁺Co₃^2-), I en proporsjon 2: 1 (2⁺: Co₃^2-)

- Kalsiumkarbonat

Tyv₃, (AC²⁺Co₃^2-), I en 1: 1 -andel (CA²⁺: Co₃^2-)

- Kaliumpermanganat

Kmno₄, (K⁺Mne₄^-), I en 1: 1 -andel (k⁺: Mn₄^-)

- Kobbersulfat

Cuso₄, (Cu²⁺SW₄^2-), I en 1: 1 -andel (Cu²⁺: Så₄^2-)

- Bariumhydroksyd

Ba (oh)₂, (Ba²⁺Åh^-), I en 1: 2 -andel (BA²⁺: Åh^-)

- Aluminiumbromid

Alb₃, (Til³⁺Br^-), i en 1: 3 -andel (til³⁺: 3br^-)

- Jernoksid (III)

Tro₂ENTEN₃, (Tro³⁺ENTEN^2-), I en proporsjon 2: 3 (2fe³⁺: 3^2-)

- Strontiumoksid

Sro, (sr²⁺ENTEN^2-), I en 1: 1 -andel (SR²⁺: ENTEN^2-)

- Sølvklorid

Agcl, (AG⁺Cl^-), I en 1: 1 -andel (AG⁺: Cl^-)

- Andre

-Ch₃Cona, (velg₃COO^-Na⁺), I en 1: 1 -andel (Cho₃COO^-: Na⁺)

- NH₄Jeg, (NH₄⁺Yo^-), I en 1: 1 -andel (NH₄⁺: Yo^-)

Hver av disse forbindelsene presenterer en ionisk binding der millioner av ioner, tilsvarende deres kjemiske formler, tiltrekkes elektrostatisk og stammer fra et faststoff. Jo større størrelse på det.

Derfor har en ionisk binding en tendens til å være sterkere, jo større ladningene til ionene som utgjør forbindelsen.

Kan tjene deg: Alkenes

Løste øvelser

Noen øvelser som setter den grunnleggende kunnskapen om den ioniske koblingen, vil bli løst nedenfor.

- Oppgave 1

Hvilke av følgende forbindelser er ionisk? Alternativene er: hf, h₂Eller, nah, h₂S, NH₃ og Mgo.

En ionisk forbindelse må ha en ionisk binding per definisjon. Jo større forskjell i elektronegativitet blant komponentelementene, jo større er den ioniske karakteren til nevnte lenke.

Derfor blir alternativer som ikke har et metallisk element, kastet i prinsippet: HF, H₂Eller, h₂S og NH₃. Alle disse forbindelsene dannes bare av ikke -metalliske elementer. Kationen NH₄⁺ Det er et unntak fra denne regelen, fordi den ikke har noe metall.

De resterende alternativene er NAH og MGO, som henholdsvis har Na- og MG -metaller, forent til ikke -metalliske elementer. Nah (na⁺H^-) og MGO (MG²⁺ENTEN^2-) De er ioniske forbindelser.

- Oppgave 2

Tenk på følgende hypotetiske forbindelser: Ag (NH₄)₂Co₃Yo. Hva er dine ioner og i hvilken andel som er i det faste stoffet?

Dekomponere forbindelsen på ionene våre vi har: AG⁺, NH₄⁺, Co₃^2- og jeg^-. Disse er forbundet med elektrostatisk etter proporsjonen 1: 2: 1: 1 (AG⁺: 2nh₄⁺: Co₃^2-: Yo^-). Betyr at mengden kationer NH₄⁺ Det er det dobbelte av at for AG -ioner⁺, Co₃^2- og jeg^-.

- Øvelse 3

Hvilke av følgende forbindelser kan forventes i prinsippet at den sterkeste ioniske koblingen hadde? Alternativene er: KBR, CAS, NA₂SW₄, Cuo, Alpo₄ og pb₃P₄.

KBR er sammensatt av K -ioner⁺ og Br^-, Med en belastningsstørrelse. Deretter har CAS CA -ioner²⁺ og s^2-, Med belastninger med dobbel størrelse, så det kan antas at den ioniske koblingen i CAS er sterkere enn i KBR; Og også sterkere enn i Na₂SW₄, Siden sistnevnte er sammensatt av Na -ioner⁺ Og så₄^2-.

Både CAS og CUO kan ha en like sterk ionisk kobling, siden begge inneholder ioner med dobbelt størrelsesbelastning. Så har vi Alpo₄, med ioner al³⁺ og po₄^3-. Disse ionene har belastninger med tredobbelt størrelsesorden, så den ioniske koblingen i Alpo₄ Det skal være sterkere enn i alle ovennevnte alternativer.

Og til slutt har vi vinneren PB₃P₄, Vel, hvis vi antar at det dannes av ioner, blir de PB⁴⁺ Og s^3-. Lassene deres har størst størrelser; Og derfor PB₃P₄ Det er forbindelsen som sannsynligvis har den sterkeste ioniske bindingen.

Referanser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi. (8. utg.). Cengage Learning.
2. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
3. Wikipedia. (2020). Ionebinding. Hentet fra: i.Wikipedia.org
4. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (11. februar 2020). Ionisk vs kovalente bindinger - forstå forskjellen. Gjenopprettet fra: Thoughtco.com
5. Redaktørene av Enyclopaedia Britannica. (31. januar 2020). Ionebinding. Encyclopædia Britannica. Gjenopprettet fra: Britannica.com
6. Chemicool Dictionary. (2017). Definisjon av ionisk binding. Gjenopprettet fra: Chemicool.com