Ionska vez: primeri spojin

Zaradi medsebojne elektrostatične privlačnosti med molekulami in atomi kemijskih elementov lahko pride do ionske vezi. Primeri takšnih spojin lahko opazimo pri različnih reakcijah galvanskih baterij, celo preproste sol ima to spojino. O tem, kaj je ionske vezi Kako se razlikuje od kovalentnega, opisanega v tem članku.

Enostavni in kompleksni ioni

Posamezni atomi in njihove različne spojine so vključeni v ionsko vez. Vsi udeleženci take povezave imajo električni naboj in drži skupaj zaradi elektrostatičnih sil. Obstajajo preprosti ioni, kot so Na ⁺ , K ⁺ , ki so kationi; F ^- , Cl ^- povezane z anioni. Prav tako obstajajo kompleksni ioni, ki so sestavljeni iz dveh ali več atomov. Primeri ionske kemijske vezave na osnovi kompleksnih ionov so OH-, anioni, NO3-, kation NH4 ⁺ . Enostavni ioni s pozitivnim nabojem nastajajo iz atomov z nizkim ionizacijskim potencialom - običajno so to kovine glavnih podskupin skupin I - II. Enostavni ioni z negativnim nabojem so v večini primerov značilni ne-kovine.

Kovalentna in ionska vez

Primeri sistemov, ki nastanejo iz dveh delcev z nasprotnimi električnimi naboji, kažejo, da se v takem primeru vedno pojavi električno polje. To pomeni, da lahko električno aktivni ioni privabijo tudi druge ione v različnih smereh. Zaradi moči električne privlačnosti in obstaja ionska vez. Primeri takih spojin kažejo dve temeljni razliki med ionskimi in kovalentnimi vezmi.

1. Električno polje iona se z razdaljo v kateri koli smeri zmanjšuje. Zato stopnja interakcije med ioni ni odvisna od tega, kako se ti ioni nahajajo v prostoru. Iz teh opažanj lahko sklepamo, da je ionska vez skalarna, torej nima usmerjenosti.
2. Dva iona z različnimi naboji ne pritegnejo le drug drugega, ampak tudi sosednje nabite ione - različnemu številu nabitih delcev nasprotnega znaka se lahko pridruži določen ion. To je še ena razlika med kovalentnimi in ionskimi vezmi: slednja nima zasičenosti. Število pritrjenih ionov je odvisno od linearnih dimenzij nabitih delcev, pa tudi od načela, da morajo privlačne sile ionov nasprotnih nabojev prevladati nad odbojnimi silami, ki delujejo med enakomerno obremenjenimi delci.

Združenja

Ker nasičenost in usmerjenost ionov ni, se ponavadi kombinirajo med seboj v različnih kombinacijah. Ta lastnost znanstveniki imenovali združenja. Pri visokih temperaturah je povezava majhna: kinetična energija molekule in ioni so precej visoki, v plinskem stanju pa so snovi z ionsko vezjo v obliki posameznih molekul. Toda srednje in nizke temperature omogočajo nastanek različnih strukturnih spojin, katerih nastanek je odgovoren za ionski tip vezi. Primeri strukture snovi v tekočem in trdnem stanju so prikazani na slikah.

Kot lahko vidite, ustvarja ionska vez kristalne rešetke kjer je vsak element obdan z ioni z nasprotnim znakom naboja. Poleg tega ima takšna snov iste značilnosti v različnih smereh.

Polarizacija

Kot veste, ko je elektron pritrjen na nekovinski atom, se sprosti določena količina energije. Vendar je za pritrditev drugega elektrona že potrebna energija, zato nastajanje enostavnih večkrat nabitih anionov postane energetsko nedonosno. Vendar pa elementi, kot je SO ₄ ^2- , CO ₃ ^2, kažejo, da so lahko kompleksni, večkrat nabiti negativni ioni energetsko stabilni, saj so elektroni v spojini porazdeljeni tako, da naboj vsakega atoma ni več kot naboj elektrona. Takšna pravila narekuje standardna ionska vez.

Primeri tipičnih elementov, ki se pojavijo na vsakem koraku (NaCl, CsF), ne kažejo popolnega ločevanja pozitivnih in negativnih nabojev. Na primer, v kristalih soli bo učinkovit negativni naboj le okoli 93% celotnega naboja elektrona. Ta učinek opazimo pri drugih spojinah. To nepopolno ločevanje se imenuje polarizacija.

Vzroki polarizacije

Vzrok polarizacije je vedno električno polje. Zunanja plast elektronov se med polarizacijo najbolj odziva. Vendar je treba opozoriti, da imajo različni ioni različno polarizabilnost: manjša je vezava zunanjega elektrona z jedrom, lažje je polarizirati celoten ion in bolj je deformiran elektronski oblak.

Polarizacija ionov ima znan učinek na spojine, ki tvorijo ionsko vez. Primeri kemijskih reakcij kažejo, da ima vodikov ion H ⁺ največji polarizacijski učinek, saj ima najmanjšo velikost in popolno odsotnost elektronskega oblaka.