Jonu obligāciju raksturojums, kā tas veidojas, klasifikācija un piemēri



The jonu saite ir tas, kur nav vienāda elektronu pāru sadalījuma starp diviem atomiem. Ja tas notiek, viena no sugām, vismazāk elektronegatīvām, iegūst pozitīvu elektrisko lādiņu, bet vairāk elektronegatīvās sugas beidzas ar negatīvu elektrisko lādiņu..

Ja A ir suga elektropozitīvs, un X elektronegatīvais, tad, kad starp tām izveidojas jonu saite, tie tiek pārveidoti par joniem A+ un X-. A+ tā ir pozitīvi lādēta suga, ko sauc par katjonu; un X- ir negatīvi uzlādētā suga, anjons.

Augšējais attēls parāda vispārēju jonu saiti jebkurai divai A un X sugai. Zilās kronšteini norāda, ka nav skaidri kovalento saiknes starp A un X; citiem vārdiem sakot, nav A-X klātbūtnes.

Ņemiet vērā, ka A+ trūkst valences elektronu, bet X- to ieskauj astoņi elektroni, tas ir, tas atbilst okteta noteikumam saskaņā ar valences saites teoriju (TEV), un tas ir arī izoelektronisks tās attiecīgā perioda cēlgāzei (He, Ne, Ar uc).

No astoņiem elektroniem divi no tiem ir zaļi. Kādam nolūkam tas atšķiras no pārējiem zilajiem punktiem? Lai uzsvērtu, ka zaļais pāris patiesībā ir elektroni, kuriem A-X saitē vajadzētu būt kopīgiem, ja tie ir kovalenti dabā. Fakts, kas nenotiek jonu saitē.

A un X mijiedarbojas ar elektrostatiskiem piesaistes spēkiem (Coulomb's Law). Tas daudzās fizikālajās īpašībās, piemēram, kausēšanas un viršanas temperatūrā, diferencē jonu savienojumus no kovalentiem.

Indekss

  • 1 Jonu saites raksturojums
  • 2 Kā tas veidojas?
    • 2.1. Sārmu un halogēna metāli
    • 2.2. Sārmaini un kalcinētie metāli
    • 2.3. Sārmzemju metāli ar halogēniem un halogēnvielām
  • 3 Klasifikācija
  • 4 Elektronu uzvedība jonu saitē
  • 5 Jonu saites piemēri
  • 6 Atsauces

Jonu saites raksturojums

-Jonu saites nav virzītas, tas ir, tām ir trīsdimensiju spēks, kas spēj radīt kristālisku izkārtojumu, piemēram, kālija hlorīds, kas novērots iepriekš attēlā..

-Ķīmiskās formulas, kas satur jonu savienojumus, apzīmē jonu īpatsvaru, nevis to saites. Tātad, KCl nozīmē, ka ir Kationa+ katram Cl anionam-.

-Jonu saites, jo tām ir trīsdimensiju ietekme uz to joniem, rada kristāliskas struktūras, kas prasa daudz siltuma enerģijas, lai izkausētu. Citiem vārdiem sakot, tiem piemīt augsts kausēšanas un viršanas punkts pretstatā cietajām vielām, kurās dominē kovalentās saites.

-Lielākā daļa savienojumu, kas mijiedarbojas ar jonu saitēm, šķīst ūdenī vai polāros šķīdinātājos. Tas ir tāpēc, ka šķīdinātāju molekulas var efektīvi aptvert jonus, novēršot to atkal satikšanos, veidojot sākotnējo kristālisko izkārtojumu.

-Jonu saite rodas starp atomiem ar lielu atstarpi starp to elektronegativitāti: metālu un nemetālu. Piemēram, K ir sārmu metāls, bet Cl ir halogēna, nemetālisks elements.

Kā tas veidojas?

Iepriekš attēlā A apzīmē metālu un X nemetālisku atomu. Lai notiktu jonu saite, elektronegativitātes starpībai starp A un X jābūt tādai, lai elektronu pāru koplietošana būtu nulle. Tas nozīmē, ka X saglabās elektronu pāri.

Bet no kurienes nāk elektroniskais pāris? Būtībā no metāla sugām. Tādējādi šādā veidā viens no diviem zaļās krāsas punktiem ir elektrons, kas pārnests no metāla A uz nemetālisko X, un šis pēdējais veicināja papildu elektronu, lai pabeigtu pāri.

Ja tā, tad kādām grupām periodiskajā tabulā ir A vai X? Tā kā A bija jāpārvieto viens elektrons, ir ļoti iespējams, ka tas ir IA grupas metāls: sārmu metāli (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr).

Kaut arī X, kad tas sasniedza valences oktetu, pievienojot elektronu, tas ir halogēns, VIIA grupas elements.

Sārmu metāli un halogēni

Sārmu metāliem ir ns valences konfigurācija1. Zaudējot šo vienu elektronu un kļūstot par monatomiskiem joniem M+ (Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Fr+) kļūst par izoelektronisko ar tām pirmsgaismas gāzēm, kuras pirms tām ir.

Savukārt halogēniem ir ns valences konfigurācija2np5. Lai tie būtu izejoelektroniski ar nākamo gāzi, viņiem jāiegūst papildu elektrons, lai iegūtu ns konfigurāciju2np6, kas ir astoņi elektroni.

Šā iemesla dēļ gan sārmu metāli, gan halogēni izmanto jonu saiti, nemaz nerunājot par enerģētisko stabilitāti, ko nodrošina kristāliskā struktūra..

Tāpēc jonu savienojumiem, ko veido sārmu metāls un halogēns, vienmēr ir MX tipa ķīmiskā formula.

Sārmaini un kalcinētie metāli

Halkogēniem vai VIA grupas elementiem (O, S, Se, Te, Po) atšķirībā no halogēniem ir valences ns konfigurācija.2np4. Tāpēc, lai izpildītu valences oktetu, tam ir vajadzīgi divi papildu elektroni. Lai to panāktu ar sārmu metālu palīdzību, viņiem ir jāsaņem elektrons no diviem.

Kāpēc? Jo, piemēram, nātrijs var dot vienu elektronu, Na ∙. Bet, ja ir divi nātrijs, Na ∙ un Na ∙, O var saņemt tā elektronus, lai kļūtu par anjonu O2-.

Iegūtā savienojuma Lewis struktūra būtu Na+ O2- Na+. Ņemiet vērā, ka katram skābeklim ir divi nātrija joni, un tāpēc formula ir Na2O.

To pašu skaidrojumu var izmantot arī citiem metāliem un arī citiem chalogens.

Tomēr rodas jautājums: vai visu šo elementu kombinācija radīs jonu savienojumu? Vai visās no tām būs jonu saites? Šim nolūkam būtu nepieciešams salīdzināt gan metāla M, gan halkogēnu elektronegativitāti. Ja tie ir ļoti atšķirīgi, tad būs jonu saites.

Sārmzemju metāli ar halogēniem un halogēnvielām

Sārmzemju metāliem (Mr Becamgbara) ir valences konfigurācija ns2. Zaudējot tikai savus divus elektronus, tie kļūst par M joniem2+ (Esi2+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Ra2+). Tomēr sugas, kas pieņem elektronus, var būt halogēnus vai halogēnus.

Halogēnu gadījumā divi no tiem ir nepieciešami, lai veidotu savienojumu, jo atsevišķi viņi var pieņemt tikai vienu elektronu. Tādējādi savienojums būtu: X- M2+ X-. X var būt jebkurš no halogēniem.

Un, visbeidzot, attiecībā uz kalkogēniem, kas spēj pieņemt divus elektronus, viens no tiem būtu pietiekams, lai izveidotu jonu saiti: M2+O2-.

Klasifikācija

Jonu saite nav klasificēta. Tomēr tas var atšķirties atkarībā no kovalentā rakstura. Ne visas obligācijas ir simtprocentīgi jonu, bet tām piemīt, lai gan ļoti mazliet, kovalentā rakstura produkts, kas raksturo nenozīmīgu elektronegativitātes atšķirību.

Tas ir pamanāms galvenokārt ar ļoti maziem joniem un augstiem lādiņiem, piemēram, Be2+. Tā augstais uzpildes blīvums deformē X (F, Cl utt.) Elektronisko mākoni tā, ka tas liek tai veidot saiti ar augstu kovalento raksturu (kas pazīstams kā polarizācija).

Tātad, BeCl2 lai gan šķiet, ka tas ir jonisks, tas faktiski ir kovalens savienojums.

Tomēr jonu savienojumus var klasificēt pēc to joniem. Ja tie sastāv no vienkāršiem elektriski uzlādētiem atomiem, mēs runājam par monatomiskiem joniem; tā kā, ja tā ir nesējmolekula, kas ir pozitīva vai negatīva lādiņa, mēs runājam par poliatomisko jonu (NH4+, NĒ3-, SO42-, utt.).

Elektronu uzvedība jonu saitē

Jonu saitē esošie elektroni paliek elektronegatīvā atoma kodola tuvumā. Tā kā šis elektronu pāris nevar izvairīties no X- savienot kovalenti ar A+, spēlē elektrostatiskās mijiedarbības.

Katjoni A+ atvairīt citus A+, un tas notiek arī ar X anjoniem- ar citiem. Joni cenšas izlīdzināt pretestību līdz minimālajai vērtībai tādā veidā, ka pievilcīgie spēki dominē pār atbaidošajiem spēkiem; un, kad viņi to spēj sasniegt, rodas kristālisks izkārtojums, kas raksturo abus jonu savienojumus.

Teorētiski elektroni ir ierobežoti anjonos, un, tā kā anjoni paliek fiksēti kristāla režģī, sāļu vadītspēja cietajā fāzē ir ļoti zema.

Tomēr tas palielinās, kad tie izkus, jo joni var brīvi migrēt, kā arī elektronus, kurus var ieplūst ar pozitīviem lādiņiem..

Jonu saites

Viena no metodēm, kā identificēt jonu savienojumus, ir novērot metāla un nemetāla vai polimātisku anjonu klātbūtni. Pēc tam, aprēķinot ar kādu no elektronegativitātes rādītājiem, aprēķina šo vērtību starpību starp A un X. Ja šī atšķirība ir lielāka par 1,7, tad tas ir savienojums ar jonu saitēm..

To piemēri ir šādi:

KBr: kālija bromīds

BeF2: berilija fluorīds

Na2O: nātrija oksīds

Li2O: litija oksīds

K2O: kālija oksīds

MgO: magnija oksīds

CaF2: kalcija fluorīds

Na2S: nātrija sulfīds

NaI: nātrija jodīds

CsF: cēzija fluorīds

Var būt arī jonu savienojumi ar polimātiskiem joniem:

Cu (NO3)2: vara nitrāts (II)

NH4Cl: amonija hlorīds

CH3COONa: nātrija acetāts

Sr3(PO4)2: stroncija fosfāts

CH3COONH4: amonija acetāts

LiOH: litija hidroksīds

KMnO4: kālija permanganāts

Atsauces

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Ķīmija (8. izdevums). CENGAGE Learning, p 251-258.
  2. Ķīmija LibreTexts. Jonu un kovalentās saites. Ņemts no: chem.libretexts.org
  3. Ķīmija 301. (2014). Jonu līmēšana. Uzņemts no: ch301.cm.utexas.edu
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2017. gada 16. augusts. Jonu obligāciju un savienojumu piemēri.) Ņemts no: thinkco.com
  5. TutorVista. (2018). Jonu līmēšana. Ņemts no: chemistry.tutorvista.com
  6. Chris P. Schaller, Ph.D. IM7. Kādas saites ir jonu un kovalentās? Uzņemts no: workers.csbsju.edu