Charakteristiky iontových vazeb, způsob jejich vzniku, klasifikace a příklady

iontové vazby je to tam, kde není spravedlivé sdílení dvojice elektronů mezi dvěma atomy. Když se to stane, jeden z druhů, nejméně elektronegativní, získá pozitivní elektrický náboj, zatímco více elektronegativní druhy skončí s negativním elektrickým nábojem..

Pokud je A druh elektropozitivní, a X elektronegativní, pak když se mezi nimi vytvoří iontová vazba, transformují se do iontů A⁺ a X^-. A⁺ je to pozitivně nabitý druh, který se nazývá kation; a X^- je negativně nabitý druh, anion.

Horní obrázek ukazuje obecnou iontovou vazbu pro všechny dva druhy A a X. Modré závorky naznačují, že mezi A a X není jasně kovalentní vazba; jinými slovy, neexistuje přítomnost A-X.

Všimněte si, že A⁺ chybí valenční elektrony, zatímco X^- to je obklopeno osmi elektrony, to je, to odpovídá pravidlu oktetu podle teorie valenční vazby (TEV) a je také isoelectronic k ušlechtilému plynu jeho odpovídajícího období (He, Ne, Ar, etc.).

Z osmi elektronů jsou dvě zelené. Pro jaký účel se liší od ostatních modrých teček? Chcete-li zdůraznit, že zelený pár je vlastně elektrony, které by měly být sdíleny v vazbě A-X, pokud by byly kovalentní povahy. Fakt, který se nestane v iontovém článku.

A a X ovlivňují elektrostatické přitažlivé síly (Coulombův zákon). To odlišuje iontové sloučeniny od kovalentních v mnoha jejich fyzikálních vlastnostech, jako je bod tání a bod varu.

Index

• 1 Charakteristika iontové vazby
• 2 Jak se tvoří?
  • 2.1 Alkalické a halogenové kovy
  • 2.2 Alkalické a kalkogenní kovy
  • 2.3 Kovy alkalických zemin s halogeny a chalkogeny
• 3 Klasifikace
• 4 Chování elektronů v iontové vazbě
• 5 Příklady iontových vazeb
• 6 Odkazy

Charakteristika iontové vazby

-Ionické vazby nejsou směrové, to znamená, že vyvíjejí trojrozměrnou sílu schopnou vytvořit krystalické uspořádání, jako je chlorid draselný pozorovaný na obrázku výše..

-Chemické vzorce, které obsahují iontové sloučeniny, označují podíl iontů a ne jejich vazby. KCl tedy znamená, že existuje K kation⁺ pro každý aniont Cl^-.

-Iontové vazby, protože mají trojrozměrný vliv na své ionty, vytvářejí krystalové struktury, které vyžadují tolik tepelné energie, aby se roztavily. Jinými slovy, vykazují vysoké teploty tání a varu na rozdíl od pevných látek, kde převládají kovalentní vazby.

-Většina sloučenin, které interagují iontovými vazbami, je rozpustná ve vodě nebo v polárních rozpouštědlech. Je to proto, že molekuly rozpouštědel mohou účinně obklopovat ionty, což jim brání v opětovném setkání za účelem vytvoření počátečního krystalického uspořádání.

-Ionická vazba vzniká mezi atomy s velkou mezerou mezi jejich elektronegativitou: kovem a nekovem. K je například alkalický kov, zatímco Cl je halogenový nekovový prvek.

Jak se tvoří?

Na obrázku výše A představuje kov a X nekovový atom. Pro vznik iontové vazby musí být rozdíl mezi elektronegativitou mezi A a X takový, aby sdílení elektronového páru vazby bylo nulové. To znamená, že X bude udržovat elektronový pár.

Odkud pochází elektronický pár? V podstatě z kovových druhů. Tímto způsobem je jedním ze dvou bodů zelené barvy elektron přenášený z kovu A do nekovového X, a ten poslední přispěl dalším elektronem k dokončení dvojice.

Pokud ano, ke kterým skupinám v periodické tabulce patří A nebo X? Protože A musel přenést jeden elektron, je velmi pravděpodobné, že se jedná o kov skupiny IA: alkalické kovy (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr).

Zatímco X, jak to dosáhlo valence oktet přidáním elektronu, to je halogen, prvek VIIA skupiny.

Alkalické kovy a halogeny

Alkalické kovy mají ns valenční konfiguraci¹. Ztráta tohoto jediného elektronu a stát se monatomickými ionty M⁺ (Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺, Fr⁺) se stává izoelektronickým na vzácný plyn, který jim předchází.

Halogeny mají na druhé straně ns valenční konfiguraci²np⁵. Aby byli izoelektroničtí k ušlechtilému plynu, který přichází, musí získat další elektron, který má konfiguraci ns²np⁶, které tvoří osm elektronů.

Jak alkalické kovy, tak halogeny mají prospěch z tvorby iontové vazby z tohoto důvodu, nemluvě o energetické stabilitě, kterou poskytuje krystalické uspořádání..

Proto iontové sloučeniny tvořené alkalickým kovem a halogenem mají vždy chemický vzorec typu MX.

Alkalické a kalkogenní kovy

Chalkogeny nebo prvky skupiny VIA (O, S, Se, Te, Po) mají, na rozdíl od halogenů, konfiguraci valence ns²np⁴. Proto vyžaduje dva další elektrony místo jednoho, aby vyhovovaly valenční oktet. Aby toho bylo dosaženo pomocí alkalických kovů, musí obdržet elektron od dvou z nich.

Proč? Protože například sodík může poskytovat jeden elektron, Na '. Ale jestliže tam jsou dva sodík, Na? A Na ?, O moci přijmout jeho elektrony se stát anionem O^2-.

Lewisova struktura výsledné sloučeniny by byla Na⁺ O^2- Na⁺. Všimněte si, že pro každý kyslík existují dva sodné ionty, a proto vzorec je Na₂O.

Stejné vysvětlení lze použít i pro ostatní kovy a další chalkogeny.

Vyvstává však otázka: vznikne kombinace všech těchto prvků iontová sloučenina? Budou ve všech z nich iontové vazby? K tomu by bylo nutné porovnat elektronegativnost jak kovu M, tak chalkogenu. Pokud jsou velmi odlišné, pak budou existovat iontové vazby.

Kovy alkalických zemin s halogeny a chalkogeny

Kovy alkalických zemin (Mr. Becamgbara) mají valenční konfiguraci ns². Tím, že ztratí jejich jediný dva elektrony, oni se stanou M ionty²⁺ (Be²⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Ra²⁺). Druhy, které přijímají elektrony, však mohou být i halogeny nebo chalkogeny.

V případě halogenů jsou dvě sloučeniny potřebné k vytvoření sloučeniny, protože jednotlivě mohou přijímat pouze jeden elektron. Sloučenina by tedy byla: X^- M²⁺ X^-. X může být kterýkoliv z halogenů.

A konečně, pro případ calcogens, který je schopen přijmout dva elektrony, by jeden z nich stačil k vytvoření iontové vazby: M²⁺O^2-.

Klasifikace

Neexistuje klasifikace iontové vazby. To se však může lišit v závislosti na kovalentním charakteru. Ne všechny vazby jsou stoprocentní iontové, ale vykazují, i když velmi mírně, kovalentní charakter produktu neoznačeného rozdílu elektronegativity.

To je patrné především s velmi malými ionty as vysokými náboji, jako je Be²⁺. Jeho vysoká hustota náboje deformuje elektronický oblak X (F, Cl, atd.) Takovým způsobem, že ho nutí tvořit vazbu s vysokým kovalentním charakterem (co je známo jako polarizace).

Takže, BeCl₂ ačkoli to vypadá, že je iontový, to je vlastně kovalentní sloučenina.

Nicméně iontové sloučeniny mohou být klasifikovány podle svých iontů. Pokud se jedná o jednoduché elektricky nabité atomy, hovoříme o monatomických iontech; zatímco jestliže to je molekula nosiče náboje, zda pozitivní nebo negativní, my mluvíme o polyatomic iont (NH₄⁺, NE₃^-, SO₄^2-, atd.).

Chování elektronů v iontové vazbě

Elektrony v iontové vazbě zůstávají v blízkosti jádra nejvíce elektronegativního atomu. Protože tento pár elektronů nemůže uniknout z X^- spojit kovalentně s A⁺, do hry vstupují elektrostatické interakce.

Kationty A⁺ odpuzovat ostatní A⁺, a také se to děje s anionty X^- s ostatními. Iiony se snaží vyrovnat odpudivost na minimální hodnotu tak, aby přitažlivé síly převládly nad odpudivými silami; a když se jí podaří dosáhnout, vzniká krystalické uspořádání, které charakterizuje obě iontové sloučeniny.

Teoreticky jsou elektrony uzavřeny uvnitř aniontů a jelikož anionty zůstávají pevné v krystalové mřížce, vodivost solí v pevné fázi je velmi nízká..

Nicméně, když se roztaví, vzrůstá, protože ionty mohou volně migrovat, stejně jako elektrony, které mohou proudit přitažlivými náboji..

Příklady iontových vazeb

Jednou z metod identifikace iontových sloučenin je pozorování přítomnosti kovu a nekovového nebo polyatomového aniontu. Pak se vypočte s jakoukoliv škálou elektronegativity škály těchto hodnot pro A a X. Pokud je tento rozdíl větší než 1,7, pak je to sloučenina s iontovými vazbami..

Příkladem může být následující:

KBr: bromid draselný

BeF₂: fluorid berylnatý

Na₂O: oxid sodný

Li₂O: oxid lithný

K₂O: oxid draselný

MgO: oxid hořečnatý

CaF₂: fluorid vápenatý

Na₂S: sulfid sodný

NaI: jodid sodný

CsF: fluorid česný

Mohou být přítomny i iontové sloučeniny s polyatomovými ionty:

Cu (NO₃)₂: dusičnan měďnatý (II)

NH₄Cl: chlorid amonný

CH₃COONa: octan sodný

Sr₃(PO₄)₂: fosfát stroncia

CH₃COONH₄: octan amonný

LiOH: hydroxid lithný

KMnO₄: manganistan draselný

Odkazy

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemie (8. vydání). CENGAGE Learning, str. 251-258.
2. Chemie LibreTexts. Iontové a kovalentní vazby. Převzato z: chem.libretexts.org
3. Chemie 301. (2014). Iontové lepení. Převzato z: ch301.cm.utexas.edu
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (16. srpna 2017. Příklady iontových dluhopisů a sloučenin.) Převzato z: thoughtco.com
5. TutorVista. (2018). Iontové lepení. Převzato z: chemistry.tutorvista.com
6. Chris P. Schaller, Ph.D. IM7. Které vazby jsou iontové a které jsou kovalentní? Převzato z: staff.csbsju.edu