Se deplasează preferenţial la atomul cu electronegativitate mai mare. Aceasta este atracția ionilor ca corpuri încărcate opus. Un exemplu este compusul CsF, în care „gradul de ionicitate” este de 97%. Legătura ionică este un caz extrem de polarizare a legăturii covalente polare . Format între un metal tipic și nemetal. În acest caz, electronii din metal sunt transferați complet către nemetal și se formează ioni.

A ⋅ + ⋅ B → A + [ : B − ] (\displaystyle (\mathsf (A))\cdot +\cdot (\mathsf (B))\la (\mathsf (A))^(+)[: (\mathsf (B))^(-)])

Între ionii rezultați are loc o atracție electrostatică, care se numește legătură ionică. Sau mai degrabă, acest aspect este convenabil. De fapt, legătura ionică dintre atomi în forma sa pură nu se realizează nicăieri sau aproape nicăieri; de obicei, de fapt, legătura este parțial ionică și parțial covalentă în natură. În același timp, legătura ionilor moleculari complecși poate fi adesea considerată pur ionică. Cele mai importante diferențe dintre legăturile ionice și alte tipuri de legături chimice sunt nedirecționalitatea și nesaturarea acestora. De aceea, cristalele formate datorită legăturilor ionice gravitează spre diverse împachetari dense ale ionilor corespunzători.

Caracteristici Astfel de compuși au o solubilitate bună în solvenți polari (apă, acizi etc.). Acest lucru se întâmplă din cauza părților încărcate ale moleculei. În acest caz, dipolii solventului sunt atrași de capetele încărcate ale moleculei și, ca urmare a mișcării browniene, ei „rup” molecula substanței în bucăți și le înconjoară, împiedicându-le să se conecteze din nou. Rezultatul sunt ioni înconjurați de dipoli de solvenți.

Când astfel de compuși sunt dizolvați, energia este de obicei eliberată, deoarece energia totală a legăturilor solvent-ion formate este mai mare decât energia legăturii anion-cation. Excepție fac multe săruri ale acidului azotic (nitrați), care absorb căldura atunci când sunt dizolvate (soluțiile se răcesc). Acest din urmă fapt este explicat pe baza unor legi care sunt luate în considerare în chimia fizică. Interacțiunea ionică

Dacă un atom pierde unul sau mai mulți electroni, atunci se transformă într-un ion pozitiv - un cation (tradus din greacă - „coborând”). Așa se formează cationii de hidrogen H+, litiu Li+, bariu Ba2+. Prin achiziționarea de electroni, atomii se transformă în ioni negativi – anioni (din grecescul „anion” – în sus) Exemple de anioni sunt ionul fluor F−, ionul sulfură S2−.

Cationii și anionii sunt capabili să se atragă unul pe altul. În acest caz, apare o legătură chimică și se formează compuși chimici. Acest tip de legătură chimică se numește legătură ionică:

O legătură ionică este o legătură chimică formată prin atracția electrostatică între cationi și anioni.

YouTube enciclopedic

1 / 3

✪ Legătura ionică. Chimie clasa a VIII-a

✪ Legături ionice, covalente și metalice

✪ Legătură chimică ionică | Chimie clasa a XI-a #3 | Lecție de informații

Subtitrări

Exemplu de formare a legăturii ionice

Să luăm în considerare metoda de formare folosind exemplul de „clorură de sodiu” NaCl. Configurația electronică a atomilor de sodiu și clor poate fi reprezentată astfel: N a 11 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 1 (\displaystyle (\mathsf (Na^(11)1s^(2)2s^(2)2p^(6)3s^(1))))Și C l 17 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 5 (\displaystyle (\mathsf (Cl^(17)1s^(2)2s^(2))2p^(6)3s^(2) 3p^(5)))). Aceștia sunt atomi cu niveluri de energie incomplete. Evident, pentru a le completa, este mai ușor pentru un atom de sodiu să cedeze un electron decât să câștige șapte, iar pentru un atom de clor este mai ușor să câștige un electron decât să renunțe la șapte. În timpul unei interacțiuni chimice, atomul de sodiu cedează complet un electron, iar atomul de clor îl acceptă.

Schematic, aceasta poate fi scrisă astfel:

N a - e → N a + (\displaystyle (\mathsf (Na-e\rightarrow Na^(+))))- ion de sodiu, înveliș stabil de opt electroni ( N a + 1 s 2 2 s 2 2 p 6 (\displaystyle (\mathsf (Na^(+)1s^(2)2s^(2)2p^(6))))) datorită celui de-al doilea nivel energetic. C l + e → C l - (\displaystyle (\mathsf (Cl+e\rightarrow Cl^(-))))- ion de clor, înveliș stabil de opt electroni.

Între ioni N a + (\displaystyle (\mathsf (Na^(+))))Și C l - (\displaystyle (\mathsf (Cl^(-)))) Apar forțe de atracție electrostatice, ducând la formarea unei conexiuni.

Toți compușii chimici se formează prin formarea unei legături chimice. Și în funcție de tipul de particule de conectare, se disting mai multe tipuri. Cel mai elementar– acestea sunt polare covalente, nepolare covalente, metalice și ionice. Astăzi vom vorbi despre ionic.

In contact cu

Ce sunt ionii

Se formează între doi atomi - de regulă, cu condiția ca diferența de electronegativitate dintre ei să fie foarte mare. Electronegativitatea atomilor și ionilor este evaluată folosind scala Paulling.

Prin urmare, pentru a lua în considerare corect caracteristicile compușilor, a fost introdus conceptul de ionicitate. Această caracteristică vă permite să determinați ce procent dintr-o anumită legătură este ionică.

Compusul cu cea mai mare ionitate este fluorura de cesiu, în care este de aproximativ 97%. Legătura ionică este caracteristică pentru substanțele formate din atomi de metal situați în prima și a doua grupă din tabelul D.I. Mendeleev și atomi de nemetale situate în grupele șase și șapte ale aceluiași tabel.

Notă! Este de remarcat faptul că nu există niciun compus în care relația să fie exclusiv ionică. Pentru elementele descoperite în prezent, nu este posibil să se realizeze o diferență atât de mare de electronegativitate pentru a obține un compus ionic 100%. Prin urmare, definiția unei legături ionice nu este în întregime corectă, deoarece în realitate sunt luați în considerare compușii cu interacțiune ionică parțială.

De ce a fost introdus acest termen dacă un astfel de fenomen nu există cu adevărat? Faptul este că această abordare a ajutat la explicarea multor nuanțe ale proprietăților sărurilor, oxizilor și altor substanțe. De exemplu, de ce sunt foarte solubile în apă și de ce sunt soluțiile sunt capabile să conducă curentul electric. Acest lucru nu poate fi explicat din nicio altă perspectivă.

Mecanismul educației

Formarea unei legături ionice este posibilă numai dacă sunt îndeplinite două condiții: dacă atomul de metal care participă la reacție este capabil să cedeze cu ușurință electronii aflați în ultimul nivel de energie, iar atomul nemetalic este capabil să accepte acești electroni. Atomii de metal prin natura lor sunt agenți reducători, adică sunt capabili donarea de electroni.

Acest lucru se datorează faptului că ultimul nivel de energie dintr-un metal poate conține de la unu la trei electroni, iar raza particulei în sine este destul de mare. Prin urmare, forța de interacțiune dintre nucleu și electroni la ultimul nivel este atât de mică încât o pot părăsi cu ușurință. Situația cu nemetale este complet diferită. Ei au rază mică, iar numărul de electroni proprii la ultimul nivel poate fi de la trei la șapte.

Și interacțiunea dintre ele și nucleul pozitiv este destul de puternică, dar orice atom se străduiește să completeze nivelul de energie, așa că atomii nemetalici se străduiesc să obțină electronii lipsă.

Și când doi atomi - un metal și un nemetal - se întâlnesc, electronii se transferă de la atomul de metal la atomul nemetal și se formează o interacțiune chimică.

Schema de conectare

Figura arată clar cum are loc exact formarea unei legături ionice. Inițial, există atomi de sodiu și clor încărcați neutru.

Primul are un electron la ultimul nivel de energie, al doilea șapte. Apoi, un electron se transferă de la sodiu la clor și formează doi ioni. Care se combină între ele pentru a forma o substanță. Ce este un ion? Un ion este o particulă încărcată în care numărul de protoni nu este egal cu numărul de electroni.

Diferențele față de tipul covalent

Datorită specificității sale, o legătură ionică nu are direcționalitate. Acest lucru se datorează faptului că câmpul electric al ionului este o sferă, iar acesta scade sau crește într-o direcție uniform, respectând aceeași lege.

Spre deosebire de covalent, care se formează din cauza suprapunerii norilor de electroni.

A doua diferență este că legătura covalentă este saturată. Ce înseamnă? Numărul de nori electronici care pot lua parte la interacțiune este limitat.

Iar în cel ionic, datorită faptului că câmpul electric are formă sferică, se poate conecta cu un număr nelimitat de ioni. Aceasta înseamnă că putem spune că nu este saturată.

De asemenea, poate fi caracterizat de câteva alte proprietăți:

1. Energia de legătură este o caracteristică cantitativă și depinde de cantitatea de energie care trebuie cheltuită pentru a o rupe. Depinde de două criterii - lungimea legăturii și sarcina ionică implicat în educația sa. Cu cât legătura este mai puternică, cu atât lungimea ei este mai scurtă și sarcina ionilor care o formează este mai mare.
2. Lungimea - acest criteriu a fost deja menționat în paragraful anterior. Depinde numai de raza particulelor implicate în formarea compusului. Raza atomilor se modifică astfel: scade în perioada cu creșterea numărului atomic și crește în grup.

Substanțe cu legături ionice

Este caracteristic unui număr semnificativ de compuși chimici. Aceasta este o mare parte din toate sărurile, inclusiv binecunoscuta sare de masă. Apare în toate conexiunile unde există o directă contactul dintre metal și nemetal. Iată câteva exemple de substanțe cu legături ionice:

• cloruri de sodiu și potasiu,
• fluorură de cesiu,
• oxid de magneziu.

Se poate manifesta și în compuși complecși.

De exemplu, sulfat de magneziu.

Iată formula unei substanțe cu legături ionice și covalente:

Se va forma o legătură ionică între ionii de oxigen și magneziu, dar sulful este conectat unul cu celălalt folosind o legătură covalentă polară.

Din care putem concluziona că legăturile ionice sunt caracteristice compușilor chimici complecși.

Ce este o legătură ionică în chimie

Tipuri de legături chimice - ionice, covalente, metalice

Concluzie

Proprietățile depind direct de dispozitiv rețea cristalină. Prin urmare, toți compușii cu legături ionice sunt foarte solubili în apă și alți solvenți polari, conduc și sunt dielectrici. În același timp, sunt destul de refractare și fragile. Proprietățile acestor substanțe sunt adesea folosite în proiectarea dispozitivelor electrice.

Legăturile chimice covalente apar de obicei între atomi nemetalici cu electronegativitate aceeași sau nu foarte diferită. Dacă diferența de electronegativitate a atomilor între care se formează o legătură chimică este mare (∆x depășește 1,7), atunci perechea de electroni comună este aproape complet deplasată la atomul cu electronegativitate mai mare. Ca rezultat, se formează particule care au sarcini - ioni încărcați pozitiv și negativ cu o configurație electronică stabilă a atomilor celui mai apropiat gaz nobil. Ionii încărcați opus sunt ținuți ferm de forțele de atracție electrostatică - între ei are loc o legătură chimică, care se numește ionică.

Legăturile ionice apar de obicei între atomi de metale tipice și nemetale tipice. O proprietate caracteristică a atomilor de metal este că ei renunță cu ușurință la electronii de valență, în timp ce atomii nemetalici îi pot atașa cu ușurință.

Luați în considerare formarea unei legături ionice, de exemplu, între atomii de sodiu și atomii de clor în clorură de sodiu NaCl.

Îndepărtarea unui electron dintr-un atom de sodiu duce la formarea unui ion încărcat pozitiv - cationul de sodiu Na +.

Adăugarea unui electron la un atom de clor are ca rezultat formarea unui ion încărcat negativ - anionul de clor Cl -.

Între ionii rezultați Na + și Cl -, care au sarcini opuse, are loc atracția electrostatică, în urma căreia se formează un compus - clorură de sodiu cu o legătură chimică de tip ionic.

Legătură ionică este o legătură chimică care are loc prin interacțiunea electrostatică a ionilor încărcați opus.

Astfel, procesul de formare a unei legături ionice se reduce la tranziția electronilor de la atomii de sodiu la atomii de clor cu formarea de ioni cu încărcare opusă care au configurații electronice complete ale straturilor exterioare.

S-a stabilit experimental că, în realitate, electronii nu sunt complet detașați de atomul de metal, ci sunt doar deplasați către atomul de clor. Această schimbare este mai semnificativă, cu atât este mai mare diferența de electronegativitate a atomilor între care se formează legătura ionică. Cu toate acestea, chiar și în cazul fluorurii de cesiu CsF, în care diferența de electronegativitate depășește 3,0, sarcina atomului de cesiu nu este 1+. Aceasta înseamnă că electronul atomului de cesiu nu este complet transferat atomului de fluor. În cazul altor compuși, pentru care diferența de electronegativitate nu este atât de mare, deplasarea electronilor este și mai mică și, prin urmare, ar trebui să vorbim despre o legătură chimică ionică cu o anumită proporție de covalent.

Compușii în care contribuția legăturii ionice este semnificativă sunt de obicei numiți ionici. Majoritatea compușilor binari care conțin atomi de metal sunt ionici, adică legătura chimică din ei este în mare parte ionică. Acești compuși includ halogenuri, oxizi, sulfuri, nitruri etc.

Legatura ionică are loc nu numai între cationi simpli și anioni simpli precum F-, Cl-, F2-, ci și între cationi simpli și anioni complecși precum NO 3- , NO 4 2 - , NO 4 3 - sau ionii hidroxid OH - . Marea majoritate a sărurilor și bazelor sunt compuși ionici, de ex. Na2S04, Cu(N03)2, Mg(OH)2. Există compuși ionici care conțin cationi complecși care nu conțin atomi de metal, de exemplu ion de amoniu NH4+, precum și compuși în care atât cationul, cât și anionul sunt complecși, de exemplu sulfat de amoniu (NH4)2S04.

Trebuie să activați JavaScript pentru a vota

Prima dintre acestea este formarea de legături ionice. (Al doilea este educația, despre care se va discuta mai jos). Când se formează o legătură ionică, un atom de metal pierde electroni, iar un atom nemetalic câștigă electroni. De exemplu, luați în considerare structura electronică a atomilor de sodiu și clor:

Na 1s 2 2s 2 2 p 6 3 s 1 - un electron la nivelul exterior

CI 1s 2 2s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 5 — șapte electroni la nivelul exterior

Dacă un atom de sodiu donează singurul său electron de 3s unui atom de clor, regula octetului va fi îndeplinită pentru ambii atomi. Atomul de clor va avea opt electroni pe al treilea strat exterior, iar atomul de sodiu va avea, de asemenea, opt electroni pe al doilea strat, care a devenit acum stratul exterior:

Na+1s2 2s 2 2 p 6

CI - 1s 2 2s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 - opt electroni la nivelul exterior

În acest caz, nucleul atomului de sodiu conține încă 11 protoni, dar numărul total de electroni a scăzut la 10. Aceasta înseamnă că numărul particulelor încărcate pozitiv este cu unul mai mult decât numărul celor încărcate negativ, deci sarcina totală. al „atomului” de sodiu este +1.
„Atomul” de clor conține acum 17 protoni și 18 electroni și are o sarcină de -1.
Se numesc atomii încărcați formați prin pierderea sau câștigul unuia sau mai multor electroni ionii. Se numesc ioni încărcați pozitiv cationi, iar cele încărcate negativ sunt numite anionii.
Cationii și anionii, având sarcini opuse, sunt atrași unul de celălalt de forțele electrostatice. Această atracție a ionilor încărcați opus se numește legătură ionică. . Are loc în compuși formați dintr-un metal și unul sau mai multe nemetale. Următorii compuși îndeplinesc acest criteriu și sunt de natură ionică: MgCl2, Fel2, CuF, Na20, Na2SO4, Zn(C2H302)2.

Există o altă modalitate de a descrie compușii ionici:

În aceste formule, punctele arată doar electronii aflați în învelișurile exterioare ( electroni de valență ). Astfel de formule sunt numite formule Lewis în onoarea chimistului american G. N. Lewis, unul dintre fondatorii (împreună cu L. Pauling) ai teoriei legăturii chimice.

Transferul electronilor de la un atom de metal la un atom nemetal și formarea de ioni sunt posibile datorită faptului că nemetalele au electronegativitate mare, iar metalele au electronegativitate scăzută.

Datorită atracției puternice a ionilor unul față de celălalt, compușii ionici sunt în mare parte solizi și au un punct de topire destul de ridicat.

O legătură ionică se formează prin transferul de electroni de la un atom de metal la un atom nemetal. Ionii rezultați sunt atrași unul de celălalt de forțele electrostatice.

Legătură chimică ionică (electrovalentă).- o legătură cauzată de formarea perechilor de electroni datorită transferului electronilor de valență de la un atom la altul. Caracteristic pentru compușii metalelor cu cele mai tipice nemetale, de exemplu:

Na + + Cl - = Na + Cl

Mecanismul formării legăturilor ionice poate fi luat în considerare folosind exemplul reacției dintre sodiu și clor. Un atom de metal alcalin pierde cu ușurință un electron, în timp ce un atom de halogen câștigă unul. Ca rezultat, se formează un cation de sodiu și un ion de clorură. Ele formează o legătură datorită atracției electrostatice dintre ele.

Interacțiunea dintre cationi și anioni nu depinde de direcție, așa că se spune că legătura ionică este nedirecțională. Fiecare cation poate atrage orice număr de anioni și invers. Acesta este motivul pentru care legătura ionică este nesaturată. Numărul de interacțiuni între ioni în stare solidă este limitat doar de mărimea cristalului. Prin urmare, întregul cristal ar trebui considerat o „moleculă” a unui compus ionic.

Practic nu există o legătură ionică ideală. Chiar și în acei compuși care sunt de obicei clasificați ca ionici, nu există un transfer complet de electroni de la un atom la altul; electronii rămân parțial în uz comun. Astfel, legătura din fluorura de litiu este 80% ionică și 20% covalentă. Prin urmare, este mai corect să vorbim despre gradul de ionicitate(polaritatea) unei legături chimice covalente. Se crede că, cu o diferență de electronegativitate a elementelor de 2,1, legătura este 50% ionică. Dacă diferența este mai mare, compusul poate fi considerat ionic.

Modelul ionic al legăturii chimice este utilizat pe scară largă pentru a descrie proprietățile multor substanțe, în principal compuși ai metalelor alcaline și alcalino-pământoase cu nemetale. Acest lucru se datorează simplității descrierii unor astfel de compuși: se crede că aceștia sunt construiți din sfere încărcate incompresibile corespunzătoare cationilor și anionilor. În acest caz, ionii tind să se aranjeze în așa fel încât forțele de atracție dintre ei să fie maxime, iar forțele de respingere să fie minime.

Legătură de hidrogen

O legătură de hidrogen este un tip special de legătură chimică. Se știe că compușii de hidrogen cu nemetale foarte electronegative, cum ar fi F, O, N, au puncte de fierbere anormal de ridicate. Dacă în seria H 2 Te–H 2 Se–H 2 S punctul de fierbere scade în mod natural, atunci când se trece de la H 2 Sc la H 2 O are loc un salt brusc la o creștere a acestei temperaturi. Aceeași imagine se observă în seria acizilor hidrohalici. Aceasta indică prezența unei interacțiuni specifice între moleculele de H2O și moleculele de HF. O astfel de interacțiune ar trebui să facă dificilă separarea moleculelor unele de altele, de exemplu. reduce volatilitatea acestora și, în consecință, crește punctul de fierbere al substanțelor corespunzătoare. Datorită diferenței mari de EO, legăturile chimice H–F, H–O, H–N sunt foarte polarizate. Prin urmare, atomul de hidrogen are o sarcină efectivă pozitivă (δ +), iar atomii de F, O și N au un exces de densitate electronică și sunt încărcați negativ ( -). Datorită atracției Coulomb, atomul de hidrogen încărcat pozitiv al unei molecule interacționează cu atomul electronegativ al altei molecule. Din acest motiv, moleculele sunt atrase unele de altele (punctele groase indică legături de hidrogen).

Hidrogen este o legătură care se formează printr-un atom de hidrogen care face parte dintr-una dintre cele două particule conectate (molecule sau ioni). Energia legaturii de hidrogen ( 21–29 kJ/mol sau 5–7 kcal/mol) aproximativ de 10 ori mai putin energia unei legături chimice obișnuite. Cu toate acestea, legătura de hidrogen determină existența moleculelor dimerice (H 2 O) 2, (HF) 2 și acid formic în perechi.

Într-o serie de combinații de atomi HF, HO, HN, HCl, HS, energia legăturii de hidrogen scade. De asemenea, scade odată cu creșterea temperaturii, astfel încât substanțele în stare de vapori prezintă legături de hidrogen doar într-o mică măsură; este caracteristica substantelor in stare lichida si solida. Substanțe precum apa, gheața, amoniacul lichid, acizii organici, alcoolii și fenolii sunt asociate în dimeri, trimeri și polimeri. În stare lichidă, dimerii sunt cei mai stabili.