Іонний хімічний зв’язок

У Періодичній системі Д. І. Менделєєва осібно стоять благородні гази. Це унікальні хімічні елементи, так як навіть у формі простого речовини вони існують у вигляді окремих атомів, не пов’язаних один з одним. Деякі хіміки досі важко відповісти на питання, як розглядати їх частинки в простому речовині: чи то як вільні атоми, чи то як одноатомні молекули. Аналогічно немає однозначної думки і про те, який тип кристалічної решітки характерний для простих речовин, утворених цими елементами. За фізичними властивостями це речовини з молекулярними кристалічними решітками. А за складом? .. Адже сили міжмолекулярної взаємодії, що утримують частинки в кристалах, діють між атомами.

Чому ж атоми благородних газів так самодостатні? На підставі аналізу положення благородних газів в Періодичній системі ви самі можете назвати причину цього. Вся справа в тому, що атоми благородних газів мають завершений зовнішній електронний шар, на якому у атома гелію знаходяться два електрони, а у атомів інших елементів – по вісім.

Атоми всіх інших хімічних елементів прагнуть придбати саме таку стійку електронну конфігурацію і досягають цього або в результаті приєднання електронів від інших атомів (як ви, очевидно, знаєте, такий процес в хімії називають відновленням), або в результаті віддачі своїх електронів з зовнішнього рівня іншим атомам (процес окислення). Атоми, що приєднали чужі електрони, перетворюються на негативні іони, або аніони. Атоми, які віддали свої електрони, перетворюються на позитивні іони, або катіони. Між катіонами і аніонами виникають сили електростатичного притягання, які й утримують їх один біля одного, здійснюючи тим самим іонну хімічний зв’язок.

ак як катіони утворюють переважно атоми металів, а аніони – переважно атоми неметалів, то логічно зробити висновок, що цей тип зв’язку характерний для сполук, утворених типовими металами (лужними і лужноземельними) і тілічнимі неметалами (галогенами, киснем). Класичним прикладом речовин з іонним зв’язком є ​​галогеніди і оксиди лужних і лужноземельних металів (рис. 6).

Два різнойменно заряджених іона, пов’язаних силами електростатичного притягання, взаємодіють з іншими протилежно зарядженими іонами. В результаті утворюються кристалічні сполуки, які характеризуються правильним розташуванням тих частинок (в розглянутих вище прикладах – іонів), з яких вони складаються, в строго певних точках простору.

Речовини з іонним типом зв’язку мають іонні кристалічні решітки (рис. 7). Такі сполуки являють собою тверді, міцні, нелеткі речовини з високими температурами плавлення. При звичайних умовах кристали таких речовин електричного струму не проводять, а розчини і розплави більшості іонних сполук – прекрасні електроліти.

Речовини, що мають іонні кристалічні решітки, тендітні. Якщо спробувати деформувати таку кристалічну решітку, один з шарів її буде рухатися відносно іншого до тих пір, поки однаково заряджені іони не опиняться один проти одного. Ці іони відразу почнуть відштовхуватися, і решітка зруйнується. Звідси і крихкість іонних з’єднань.

Іонні сполуки – це не тільки бінарні сполуки лужних і лужноземельних металів (рис. 8, а). Це також сполуки, утворені трьома і більше елементами (рис. 8, б-г). Ви без зусиль зможете перерахувати їх. Це все солі кисневмісних кислот, а також гідроксиди лужних і лужноземельних металів.

І на закінчення наведемо класифікацію іонів за різними ознаками:

1) за складом розрізняють прості (Na +, Cl-, Са2 +) і складні іони;
2) за знаком заряду розрізняють позитивні іони, або катіони, і негативні іони, або аніони (ОН-, аніони кислотних залишків).

Все навколишній світ відносно. Те ж саме можна сказати і про іонної хімічного зв’язку. Сполук з іонним типом хімічного зв’язку вельми обмежена кількість, але навіть у них чисто іонного зв’язку не спостерігається. Так, наприклад, не існують «чисті» іони натрію і хлору із зарядами +1 і -1 відповідно. Істинний заряд цих іонів становить +0,8 і -0,8. Отже, навіть у з’єднаннях, які розглядаються як іонні, в деякій мірі проявляється ковалентний характер зв’язку.

І нарешті, відносною істиною є твердження про те, що іонна зв’язок – це результат взаємодії типових металів з типовими неметалами. Наприклад, солі амонію, утворені за рахунок іонного зв’язку між катіонами амонію і аніонами кислотного залишку (наприклад, NH4Cl, NH4NO3), що мають іонну зв’язок, складаються виключно з неметалів. Аналогічно складаються з іонів солі органічних підстав – амінів, наприклад [CH3NH3] + Cl-, хоча в їх складі немає металів.

Посилання на основну публікацію