ЈОНСКА ВЕЗА: КАРАКТЕРИСТИКЕ, КАКО СЕ ФОРМИРА И ПРИМЕРИ - ХЕМИЈА - 2025

Јонска веза је тип хемијске везе у којима постоји се електростатички привлачење између супротно наелектрисаних јона. Односно, позитивно наелектрисан јон формира везу са негативно наелектрисаним јоном, преносећи електроне са једног атома на други.

Ова врста хемијске везе настаје када валентни електрони из једног атома трајно прелазе у други атом. Атом који губи електроне постаје катион (позитивно наелектрисан), а онај који добија електроне постаје анион (негативно наелектрисан).

Пример јонске везе: натријум-флуорид. Натријум губи један валентни електрон и препушта се флуору. Вдцф

Концепт јонске обвезнице

Јонска веза је она којом електрично наелектрисане честице, које се називају јони, међусобно делују, стварајући јонске чврстоће и течности. Ова веза је производ електростатичких интеракција између стотина милиона јона и није ограничена на само пар њих; то јест, надилази привлачност између позитивног набоја према негативног набоја.

Узмимо за пример јонски једињење натријум хлорида, НаЦл, познатији као кухињска со. У НаЦл превладава јонска веза, па је састављена од На ⁺ и Цл ^- јона . На ⁺ је позитивни јон или катион, док је Цл ^- (хлорид) негативни јон или анион.

На + и Клион у натријум хлориду су спојени јонском везом. Извор: Еиал Баиреи путем Википедије.

И На ⁺ и Цл ^- привлаче се супротним електричним набојима. Растојања између ових јона омогућавају другима да се зближе, тако да се појављују НаЦл парови и парови. На ⁺ катиони ће се одбијати један о другом јер су подједнако наелектрисани, а исто се догађа и са Цл ^- анионима .

Дошло је време када милиони На ⁺ и Цл ^- јона успевају да се уједине, обједине, да створе што стабилнију структуру; онај којим управља јонско везивање (горња слика). На ⁺ катиони су мањи од Цл ^- аниона због све веће ефективне нуклеарне силе њиховог језгра на спољне електроне.

Јонска веза НаЦл. Рханносх / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/3.0)

За јонску везу је карактеристично успостављање уређених структура у којима је удаљеност између јона (На ⁺ и Цл ^- у случају НаЦл) мала у поређењу с оном осталих чврстих тела. Дакле, говоримо о јонској кристалној структури.

Како се формира јонска веза?

Јонско везивање се дешава само ако дође до расподјеле електрона тако да настану набоји јона. Ова врста везе се никада не може догодити између неутралних честица. Мора да постоје катиони и аниони. Али одакле долазе?

Ионска веза илустрације. а) Натријум има нето негативан набој. б) Натријум даје електрон хлору. Натријум остаје са нето позитивним набојем, а хлор са нето негативним набојем, стварајући јонску везу. Ова врста везе између милиона На и Цл атома даје физичку со. ОпенСтак Цоллеге / ЦЦ БИ (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би/3.0)

Много је путева по којима иони потичу, али у основи се многи заснивају на реакцији редукције оксидације. Већина неорганских јонских једињења састоји се од металног елемента спојеног са неметалним елементима (оних у п блоку периодичне табеле).

Метал мора да оксидира, изгуби електроне, да би постао катион. С друге стране, неметалијски елемент се смањује, добија ове електроне и постаје анион. Следећа слика илуструје ову тачку за формирање НаЦл из атома натријума и хлора:

Формирање јонске везе. Извор: Схафеи на арапској Википедији / Публиц домаин

На атом Ат даје један од својих валентних електрона Цл. Када се догоди ова расподела електрона, формирају се На ⁺ и Цл ^- јони који почињу да се привлаче једни другима одмах и електростатички.

Стога се каже да На ⁺ и Цл ^- не деле ниједан пар електрона, за разлику од онога што се може очекивати од хипотетичке ковалентне везе На-Цл.

Својства јонске везе

Јонска веза није усмерена, односно њена сила није присутна у једном правцу, већ се шири кроз простор као функција растојања које раздвајају јоне. Ова чињеница је важна, јер значи да су јони јако везани, што објашњава неколико физичких својстава јонских чврстих материја.

Тачка топљења

Јонска веза је одговорна за топљење соли на температури од 801 ° Ц. Ова температура је значајно висока у поређењу са талиштем разних метала.

То је зато што НаЦл мора да апсорбује довољно топлоте да би њени јони почели слободно да тече из кристала; то јест, атракције између На ⁺ и Цл ^- морају се превазићи .

Тачка кључања

Талишта и тачке врелишта јонских једињења су посебно високе због снажне електростатичке интеракције: њихове јонске везе. Међутим, како ова веза укључује много јона, такво се понашање обично приписује интермолекуларним силама, а не правилно јонским везама.

У случају соли, кад се НаЦл растопи, добија се течност састављена од истих почетних јона; само што се сада слободније крећу. Јонска веза је и даље присутна. На ⁺ и Цл ^- јони састају се на површини течности како би створили високу површинску напетост, што спречава да иони излазе у гасну фазу.

Због тога, растопљена со мора још више повећати температуру да прокуха. Тачка кључања НаЦл је 1465 ° Ц. На овој температури топлота превазилази атракције између На ⁺ и Цл ^- у течности, па се паре НаЦл почињу формирати са притиском једнаким атмосферском.

Електронегативност

Раније је речено да се јонска веза ствара између металног елемента и неметалног елемента. Укратко: између метала и не метала. Ово је обично тако што се тиче неорганских јонских једињења; посебно оне бинарног типа, као што је НаЦл.

Да би дошло до поделе електрона (На ⁺ Цл ^- ), а не до дељења (На-Цл), мора да постоји велика разлика у електронегативности између два атома. У супротном, не би постојала јонска веза између њих двоје. Вероватно се На и Цл приближавају, међусобно делују, али одмах Цл, због веће електронегативности, „узима“ електрон из На.

Међутим, овај сценарио се односи само на бинарна једињења, МКС, као што је НаЦл. За остале соли или јонска једињења, њихови процеси формирања су сложенији и њима се не може приступити са чисто атомске или молекуларне перспективе.

Врсте

Не постоје различите врсте јонских веза, пошто је електростатички феномен чисто физички, мењајући се само начином интеракције јона или бројем атома које поседују; то јест, ако су монатомски или полиатомски јони. Исто тако, сваки елемент или једињење потиче карактеристични јон који дефинише природу једињења.

У одељцима примера детаљно ћемо истражити ову тачку и видећемо да је јонска веза у основи једнака у свим једињењима. Када то није испуњено, каже се да јонска веза има одређени ковалентни карактер, што је случај са многим солима прелазних метала, где аниони координирају са катионима; На пример, ФеЦл ₃ (Фе ³⁺ -Цл ^- ).

Примери јонских веза

Неколико јонских једињења биће наведено у наставку, и њихови иони и пропорције биће истакнути:

- Магнезијум хлорид

МгЦ ₂ , (Мг ²⁺ Цл ^- ), у 1: 2 однос (Мг ²⁺ : 2 Цл ^- )

- Калијум флуорид

КФ, (К ⁺ Ф ^- ), у омјеру 1: 1 (К ⁺ : Ф ^- )

- Натријум-сулфид

На ₂ С, (На ⁺ С ^2- ) у односу 2: 1 (2На ⁺ : С ^2- )

- Литхо хидроксид

ЛиОХ, (Ли ⁺ ОХ ^- ), у омјеру 1: 1 (Ли ⁺ : ОХ ^- )

- Калцијум флуорид

ЦаФ ₂ , (Ца ²⁺ Ф ^- ), у односу 1: 2 (Ца ²⁺ : 2Ф ^- )

- Натријум карбонат

На ₂ ЦО ₃ , (На ⁺ ЦО ₃ ^2- ), у односу 2: 1 (2На ⁺ : ЦО ₃ ^2- )

- Калцијум карбонат

ЦаЦО ₃ , (Ца ²⁺ ЦО ₃ ^2- ), у односу 1: 1 (Ца ²⁺ : ЦО ₃ ^2- )

- Калијум перманганат

КМнО ₄ , (К ⁺ МнО ₄ ^- ), у омјеру 1: 1 (К ⁺ : МнО ₄ ^- )

- Бакар сулфат

ЦуСО ₄ , (Цу ²⁺ СО ₄ ^2- ), у односу 1: 1 (Цу ²⁺ : СО ₄ ^2- )

- Баријев хидроксид

Ба (ОХ) ₂ , (Ба ²⁺ ОХ ^- ), у односу 1: 2 (Ба ²⁺ : ОХ ^- )

- Алуминијум бромид

АлБр ₃ , (Ал ³⁺ Бр ^- ), у односу 1: 3 (Ал ³⁺ : 3Бр ^- )

- Гвожђе (ИИИ) оксид

Фе ₂ О ₃ , (Фе ³⁺ О ^2- ), у односу 2: 3 (2Фе ³⁺ : 3О ^2- )

- Стронцијум оксид

СрО, (Ср ²⁺ О ^2- ), у омјеру 1: 1 (Ср ²⁺ : О ^2- )

- Сребрни хлорид

АгЦл, (Аг ⁺ Цл ^- ), у односу 1: 1 (Аг ⁺ : Цл ^- )

- Остали

-ЦХ ₃ ЦООНа, (ЦХ ₃ ЦООНа ⁺ ), у односу 1: 1 (ЦХ ₃ ЦОО ^- : На ⁺ )

- НХ ₄ И, (НХ ₄ ⁺ И ^- ), у омјеру 1: 1 (НХ ₄ ⁺ : И ^- )

Свако од ових једињења има јонску везу где се милиони јона, који одговарају њиховим хемијским формулама, електростатички привлаче и формирају чврсту супстанцу. Што је већа јачина његових јонских набоја, то су јаче електростатичке привлачности и одбијања.

Због тога је јонска веза јача што су већа набоја на јоне који чине једињење.

Решене вежбе

Ево неколико вежби које у пракси остварују основно знање о јонском везивању.

- Вежба 1

Које од следећих једињења је јонско? Опције су: ХФ, Х ₂ О, НаХ, Х ₂ С, НХ _{3, и} МгО.

Јонско једињење по дефиницији мора имати јонску везу. Што је већа разлика у електронегативности његових саставних елемената, то је јонски карактер те везе већи.

Стога, опције које немају метални елемент су искључена у принципу: ХФ Х ₂ О В ₂ С и НХ ₃ . Сва ова једињења настају само неметалним елементима. НХ ₄ ⁺ катион је изузетак од овог правила, јер нема метала.

Преостале опције су НаХ и МгО, који имају метале На и Мг, односно причвршћене на неметалне елементе. НаХ (На ⁺ Х ^- ) и МгО (Мг ²⁺ О ^2- ) су јонска једињења.

- Вежба 2

Размотримо следеће хипотетичко једињење: Аг (НХ ₄ ) ₂ ЦО ₃ И. Који су њени јони и у ком проценту се налазе у чврстој супстанци?

Разлагање једињења у своје јона имамо: Аг ⁺ , НХ ₄ ⁺ , ЦО ₃ ^2- и ја ^- . Они су удружени електростатички након односу 1: 2: 1: 1 (Аг ⁺ : 2НХ ₄ ⁺ : ЦО ₃ ^2- : И ^- ). То значи да је количина НХ ₄ ⁺ катјона је двоструко већи Аг ⁺ , ЦО ₃ ^2- и И ^- јона .

- Вежба 3

КБр се састоји од К ⁺ и Бр ^- јона , са величином набоја. Затим, ЦаС поседује Ца2 ⁺ и С ^2- јоне , са наелектрисањем двоструке магнитуде, тако да би се могло помислити да је јонска веза у ЦаС јача него у КБр; као и јачи од На ₂ СО ₄ , јер ова друга се састоји од На ⁺ и СО ₄ ^2- јона .

И ЦаС и ЦуО могу имати подједнако јаку јонску везу, јер обојица садрже јоне са наелектрисањем двоструке магнитуде. Затим имамо АлПО ₄ , са Ал ³⁺ и ПО ₄ ^3- ионима . Ови јони имају троструку магнитуду набоја, па би јонска веза у АлПО ₄ требала бити јача него у свим претходним опцијама.

И на крају, имамо победника Пб ₃ П ₄ , јер ако претпоставимо да је састављен од јона, они постају Пб ⁴⁺ и П ^3- . Њихови набоји имају највећу величину; и стога, Пб ₃ П ₄ је једињење које вероватно има најјаче јонски везу.

Референце

1. Вхиттен, Давис, Пецк и Станлеи. (2008). Хемија (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Учење.
2. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија . (Четврто издање). Мц Грав Хилл.
3. Википедиа. (2020). Јонско везивање. Опоравак од: ен.википедиа.орг
4. Хелменстине, др Анне Марие (11. фебруара 2020.). Јонска вс ковалентна обвезница - разумети разлику. Опоравак од: тхинкцо.цом
5. Уредници Енцицлопаедиа Британница. (31. јануара 2020.). Јонска веза. Енцицлопӕдиа Британница. Опоравак од: британница.цом
6. Цхемицоол Дицтионари. (2017). Дефиниција јонског везивања. Опоравак од: цхемицоол.цом