מאפייני הקשר היוני, איך זה נוצר, סיווג ודוגמאות

ה אג"ח יונית היא שבה אין שיתוף הוגן של זוג אלקטרונים בין שני אטומים. כאשר זה קורה, אחד המינים, לפחות electronegative, רוכש חיובי חשמלי חיובי, בעוד מינים electronegative יותר מסתיים עם מטען חשמלי שלילי..

אם A הוא המין electropositive, ו X את electronegative, ואז כאשר הקשר היוני נוצר ביניהם הם הופכים את היונים א⁺ ו- X^-. א⁺ זה מינים טעונים חיובי, אשר נקרא קטיון; ו- X^- הוא המין הטעון שלילית, האניון.

התמונה העליונה מראה קשר יוני כללי לכל שני מינים A ו- X. בסוגריים הכחולים עולה כי אין קשר קוולנטי מובהק בין A ו- X; במילים אחרות, אין נוכחות A-X.

שים לב כי א⁺ חסר אלקטרונים valence, בעוד X^- הוא מוקף שמונה אלקטרונים, כלומר, הוא תואם את הכלל של octet על פי תורת הקשר הערבות (TEV) והוא גם isoelectronic הגז האציל של התקופה המקבילה שלה (הוא, Ne, Ar, וכו '),.

מבין שמונה האלקטרונים, שניים מהם ירוקים. לשם מה היא שונה משאר הנקודות הכחולות? כדי להדגיש כי הצמד הירוק הוא למעשה האלקטרונים כי צריך להיות שיתוף באג"ח A-X אם זה היה קוולנטי בטבע. עובדה שאינה מתרחשת בקישור היוני.

A ו- X אינטראקציה באמצעות כוחות משיכה אלקטרוסטטית (חוק קולומב). זה מבדיל תרכובות יוניות מ קוולנטיים אלה רבים של תכונות פיזיות שלהם, כגון נקודת ההיתוך ואת רותחים.

אינדקס

• 1 מאפייני הקשר היוני
• 2 איך זה נוצר?
  • 2.1 מתכות אלקליות והלוגן
  • 2.2 מתכות אלקליות וקלוגניות
  • 2.3 מתכות בסיסיות בסיסיות עם הלוגנים וקלקוגנים
• 3 קפה
• 4 התנהגות האלקטרונים באג"ח היוני
• 5 דוגמאות של אג"ח יוניות
• 6 הפניות

מאפייני הקשר היוני

-הקשרים היוניים אינם מכוונים, כלומר, הם מפעילים כוח תלת-מימדי המסוגל ליצור הסדר גבישי, כגון אשלגן כלורי שנצפה בתמונה לעיל.

-הנוסחאות הכימיות המרכיבות את התרכובות היוניות מציינות את חלקם של היונים ולא את הקשרים שלהם. אז, KCl אומר שיש קטיון K⁺ עבור כל אניון Cl^-.

-קשרים יוניים, שכן יש להם השפעה תלת מימדי על היונים שלהם, ליצור מבנים גבישיים הדורשים הרבה אנרגיה חום להמיס. במילים אחרות, הם מציגים נקודות התכה וריתיחה גבוהות בניגוד למוצקים שבהם שולטים הקשרים הקובליים.

-רוב התרכובות כי אינטראקציה על ידי האג"ח היוני הם מסיסים במים או ממיסים קוטביים. הסיבה לכך היא כי מולקולות ממס יכול למעשה להקיף את היונים, מונע מהם מפגש שוב כדי ליצור את הסדר גבישי הראשוני.

-הקשר היוני נובע בין אטומים עם פער גדול בין electronegativities שלהם: מתכת ללא מתכת. לדוגמה, K הוא מתכת אלקלי, בעוד Cl הוא האלוגן, אלמנט מתכתי.

איך זה נוצר?

בתמונה לעיל, A מייצג מתכת ו- X אטום שאינו מתכתי. כדי שהקשר היוני יתרחש, ההבדל בין אלקטרונים בין A ו- X חייב להיות כזה שזוג האלקטרון המשותף של האג"ח הוא אפס. משמעות הדבר היא כי X ישמור על זוג אלקטרונים.

אבל מאיפה מגיע הצמד האלקטרוני? בעיקרון, של מינים מתכתיים. להיות כך בדרך זו, אחת משתי נקודות של צבע ירוק הוא אלקטרון מועבר מן המתכת אל X- מתכת, וזה האחרון תרם את האלקטרון הנוסף כדי להשלים את הצמד.

אם כן, לאיזה קבוצות בטבלה המחזורית שייכות A או X? כי A היה צריך להעביר אלקטרון אחד, סביר מאוד כי הוא מתכת של הקבוצה IA: מתכות אלקליות (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr).

בעוד X, כפי שהוא הגיע octet הערכיות על ידי הוספת אלקטרון, הוא האלוגן, אלמנט של הקבוצה VIIA.

מתכות אלקליות והלוגנים

מתכות אלקליות יש תצורה valence ns¹. על ידי לאבד את האלקטרון יחיד ולהפוך יוני monatomic M⁺ (לי⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺, 22⁺) הופכת איזואלקטרית לגז האצילי שקדם להם.

הלוגנים, לעומת זאת, יש תצורה valence ns²np⁵. כדי להיות isoelectronic הגז האציל שמגיע, הם חייבים לרכוש אלקטרון נוסף יש תצורה ns²np⁶, אשר מסתכם שמונה אלקטרונים.

הן המתכות האלקליות והן ההלוגנים נהנים מהיווצרות הקשר היוני מסיבה זו, שלא לדבר על היציבות האנרגטית שמספקת ההסדר הגבישי.

לכן, תרכובות יונית נוצר על ידי מתכת אלקלי הלוגן תמיד יש נוסחה כימית של סוג MX.

מתכות אלקליות וקלוגניות

Chalcogens או אלמנטים של הקבוצה VIA (O, S, Se, Te, Po) יש, בניגוד הלוגנים, תצורה של valence ns²np⁴. לכן, זה דורש שני אלקטרונים נוספים במקום אחד כדי לציית octet הערכיות. כדי להשיג זאת בעזרת מתכות אלקליות, הם חייבים לקבל אלקטרון משני מהם.

למה? כי, למשל, נתרן יכול להניב אלקטרון יחיד, Na ∙. אבל אם יש שני נתרן, Na ∙ ו Na ∙, O יכול לקבל האלקטרונים שלה כדי להיות אניון^2-.

מבנה לואיס עבור המתחם שנוצר יהיה Na⁺ הו^2- Na⁺. שים לב כי עבור כל חמצן יש שני יונים נתרן, ולכן הנוסחה היא Na₂הו.

הסבר זהה ניתן להשתמש עבור מתכות אחרות וגם עבור chalcogens אחרים.

עם זאת, נשאלת השאלה: האם השילוב של כל האלמנטים הללו מקורו במתחם יוני? האם יהיו קשרים יוניים בכולם? לשם כך, יהיה צורך להשוות את electronegativities של M המתכת ואת chalcogens. אם הם שונים מאוד, אז יהיו קשרים יוניים.

מתכות אלקליות עם הלוגנים וקלקוגנים

מתכות האדמה אלקליין (מר Becamgbara) יש תצורה valence ns². על ידי לאבד רק שני האלקטרונים שלהם, הם הופכים M יונים²⁺ (להיות²⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, האב²⁺, Ba²⁺, רא²⁺). עם זאת, המין שמקבלים האלקטרונים שלהם עשוי להיות הלוגנים או chalcogens.

במקרה של הלוגנים, שניים מהם נדרשים כדי ליצור מתחם, שכן בנפרד הם יכולים לקבל רק אלקטרון אחד. לפיכך, המתחם יהיה: X^- M²⁺ X^-. X יכול להיות כל הלוגנים.

ולבסוף, במקרה של calcogens, להיות מסוגל לקבל שני אלקטרונים, אחד מהם היה מספיק כדי ליצור את הקשר היוני: M²⁺הו^2-.

קפה

אין סיווג של הקשר היוני. עם זאת, זה עשוי להשתנות בהתאם אופי קוולנטי. לא כל הקשרים הם מאה אחוז יונית, אבל הם מוצגים, אם כי מעט מאוד, אופי אופי קוולנטי של הבדל electronegativity לא מסומן.

זה בולט מעל לכל עם יונים קטנים מאוד עם חיובים גבוהים, כגון להיות²⁺. צפיפות הטעינה הגבוהה שלו מעוותת את הענן האלקטרוני של X (F, Cl, וכו '), כך שהיא מכריחה אותו ליצור קשר בעל אופי קוולנטי (מה שמכונה קיטוב).

אז, BeCl₂ למרות שזה נראה יונית, זה בעצם תרכובת קוולנטית.

עם זאת, תרכובות יוניות ניתן לסווג לפי היונים שלהם. אם אלה מורכבים פשוט אטומים חשמלית חשמלית, אנחנו מדברים על יונים monatomic; ואילו אם היא מולקולה הספק של תשלום, בין אם חיובי או שלילי, אנחנו מדברים על יון polyatomic (NH₄⁺, לא₃^-, לכן₄^2-, וכו ').

התנהגות אלקטרונים בקשר היוני

האלקטרונים באגודה היונית נשארים בקרבת הגרעין של האטום החשמלי ביותר. מאז זוג זה של אלקטרונים לא יכול לברוח מ X^- כדי לקשר קוולנטית עם A⁺, אינטראקציות אלקטרוסטטיות נכנסות לפעולה.

הקטיונים א⁺ להדוף אחרים א⁺, וזה קורה גם עם X אניונים^- עם האחרים. היונים מבקשים לכוון את הדחייה לערך מינימלי, באופן שכוחות אטרקטיביים שולטים על הכוחות הדוחים; וכאשר הם מצליחים להשיג את זה, סידור גבישי המאפיין הן את תרכובות יונית עולה.

בתיאוריה, האלקטרונים סגורים בתוך האניונים, ומאחר שהאניונים נשארים קבועים בסריג הגביש, מוליכות המלחים בשלב המוצק נמוכה מאוד.

עם זאת, הוא מגביר כאשר הם נמסים, שכן היונים יכולים לנוע בחופשיות, כמו גם את האלקטרונים שיכולים לזרום נמשך על ידי חיובי חיובי.

דוגמאות של קשרים יוניים

שיטה אחת לזהות תרכובות יוניות היא לבחון את נוכחותו של מתכת ואניון לא מתכתי או פוליאטומי. לאחר מכן, לחשב עם כל סולמות electronegativity את ההבדל של ערכים אלה עבור A ו- X. אם הבדל זה גדול מ -1.7, אז זה תרכובת עם איגרות חוב יוניים..

דוגמאות לכך הן:

KBR: אשלגן ברומיד

BeF₂: פלואוריד בריליום

Na₂O: תחמוצת הנתרן

לי₂O: תחמוצת ליתיום

K₂O: תחמוצת אשלגן

MGO: תחמוצת מגנזיום

CaF₂פלואוריד סידן

Na₂S: נתרן גופרתי

NaI: יודיד נתרן

CsF: פלואוריד ציסיום

כמו כן, תרכובות יוניות עם יונים polyatomic עשויים להיות נוכחים:

Cu (NO₃)₂: חנקתי נחושת (II)

NH₄Cl: אמוניום כלוריד

CH₃קונה: סודיום אצטט

האב₃(PO₄)₂פוספט סטרונציום

CH₃קון₄: אצטט אמוניום

LiOH: הידרוקסיד ליתיום

קמנו₄אשלגן פרמנגנט

הפניות

1. ויטן, דייוויס, פק & סטנלי. כימיה (8th ed.). CENGAGE למידה, עמ '251-258.
2. כימיה. הקשרים היוניים והקוולנטיים. נלקח מ: chem.libretexts.org
3. כימיה 301. (2014). יונית מליטה. נלקח מ: ch301.cm.utexas.edu
4. הלמנשטיין, אן מארי, Ph.D. (אוגוסט 16, 2017. דוגמאות של יונים אג"ח ותרכובות.) נלקח מ: thinkco.com
5. מורה. (2018). יונית מליטה. נלקח מ: chemistry.tutorvista.com
6. כריס פ. שלר, Ph.D. IM7. אילו אג"ח הן יוניות והן קוולנטיות? לקוח מתוך: employees.csbsju.edu