Παράγοντες που επηρεάζουν το σχηματισμό ιοντικών δεσμών

IΕΙΣΑΓΩΓΗ

Ένας ιονικός δεσμός είναι μια σοβαρή εκδοχή ενός πολικού ομοιοπολικού δεσμού, με τον τελευταίο να οφείλεται στην άνιση κατανομή ηλεκτρονίων παρά στην πλήρη μεταφορά ηλεκτρονίων. Οι ιοντικοί δεσμοί παράγονται όταν οι ηλεκτραρνητικότητες των δύο ατόμων διαφέρουν σημαντικά, ενώ οι ομοιοπολικοί δεσμοί σχηματίζονται όταν οι ηλεκτραρνητικότητες των δύο ατόμων είναι ίσες.

Εξετάστε την έννοια του ομοιοπολικού δεσμού. Ας δούμε τους παράγοντες που επηρεάζουν το σχηματισμό ιοντικών δεσμών:

Ο ιονικός δεσμός είναι ένας από τους πιο σημαντικούς τύπους χημικών δεσμών. Είναι υπεύθυνη για την ίδια την ύπαρξη της στερεάς κατάστασης, η οποία είναι η βάση για όλες τις φυσικές και χημικές μας ιδιότητες. Ο ιονικός δεσμός αποτελείται από τη μεταφορά ηλεκτρονίων πολικών ομοιοπολικών δεσμών από το ένα άτομο στο άλλο. Αυτό οδηγεί στο σχηματισμό αντίθετα φορτισμένων ιόντων στο μόριο.

Είναι αδύνατο να διαχωριστούν τα μεταλλικά ιόντα με θέρμανση ή εφαρμογή ηλεκτρικού ρεύματος σε μια ιοντική ένωση επειδή έχουν ισχυρούς ηλεκτροστατικούς δεσμούς. Η ισχύς ενός ιοντικού δεσμού εξαρτάται από τον αριθμό των ηλεκτρονίων που μεταφέρονται. Εξαρτάται επίσης από τη διαφορά στην ηλεκτραρνητικότητα, δηλαδή εάν η διαφορά μεταξύ των τιμών ηλεκτραρνητικότητας είναι σημαντική, τότε ο δεσμός θα είναι ισχυρός.

Δύο αντίθετα φορτισμένα ιόντα έχουν ως αποτέλεσμα μια ισχυρή, ελκτική δύναμη μεταξύ τους, καθιστώντας τα αμοιβαία διαλυτά μεταξύ τους

Ιδιότητες των ιοντικών δεσμών

Μεταξύ των ιοντικών δεσμών υπάρχει μια ισχυρή δύναμη έλξης. Λόγω αυτής της δύναμης, μπορούμε να παρατηρήσουμε αρκετές ιδιότητες που υπάρχουν στους ιοντικούς δεσμούς. Μερικές από αυτές τις ιδιότητες των ιοντικών δεσμών είναι οι εξής-

1. Ισχύς:Οι ιοντικοί δεσμοί σχηματίζονται όταν ένα άτομο μετάλλου χάνει ένα ή περισσότερα από τα εξωτερικά του ηλεκτρόνια και ένα άτομο μη μετάλλου τα αποκτά. Ο μεταλλικός δεσμός σχηματίζεται από την έλξη μεταξύ των θετικά φορτισμένων μεταλλικών ιόντων και των αρνητικά φορτισμένων ηλεκτρονίων στο μη μέταλλο. Η ελκτική δύναμη ονομάζεται ηλεκτροστατική δύναμη. Ο μεταλλικός δεσμός είναι ισχυρός λόγω της ισχυρής έλξης μεταξύ δύο αντίθετα φορτισμένων αντικειμένων.
2. Διαχωρισμός φορτίου:Ο ιοντικός δεσμός είναι ο ισχυρότερος και πιο αντιδραστικός από τους δεσμούς. Σχηματίζεται όταν ένα άτομο μετάλλου χάνει ένα από τα ηλεκτρόνια του, το οποίο μετακινείται σε ένα άτομο μη μετάλλου. Το αρνητικό φορτίο στη μία πλευρά έλκει το θετικό φορτίο, συγκρατώντας τα μαζί. Ο ιονικός δεσμός κάνει τα μόρια να αλλάζουν γρήγορα το σχήμα τους και σε κατάλληλο μέσο διαλύεται επίσης αρκετά εύκολα. Για παράδειγμα, το χλωριούχο νάτριο (επιτραπέζιο αλάτι) είναι εύκολο να διαλυθεί στο νερό επειδή τα μόρια του νερού μπορούν να μετακινηθούν μεταξύ των ιόντων. Έχουν αρκετή ενέργεια για να εκτινάξουν ένα ηλεκτρόνιο από ένα άτομο νατρίου ή να τραβήξουν ένα ηλεκτρόνιο μακριά από ένα άτομο χλωρίου.
3. Υψηλά σημεία τήξης και βρασμού:Τα μόρια με ιοντικό δεσμό έχουν υψηλό σημείο τήξης και βρασμού. Οι ιοντικές ενώσεις είναι ενώσεις που περιέχουν ιόντα. Τα ιόντα είναι άτομα ή μόρια με καθαρό ηλεκτρικό φορτίο επειδή έχουν χάσει ή αποκτήσει ηλεκτρόνια. Οι πιο συνηθισμένοι τύποι ιοντικών δεσμών είναι οι ηλεκτροστατικοί δεσμοί, στους οποίους τα αρνητικά ηλεκτρόνια ενός ατόμου έλκονται από τον θετικό ατομικό πυρήνα ενός άλλου ατόμου.

Ιενέργεια ιονισμού ή ενθαλπία ιονισμού:Σημασία

Γενικά, η ενθαλπία ιονισμού και η ενέργεια ιονισμού θεωρούνται ίδιες, αλλά δεν είναι ασυνήθιστες τιμές. Η ενέργεια ιονισμού είναι η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την εξαγωγή ενός ηλεκτρονίου από το εξωτερικό περίβλημα ενός ουδέτερου ή ιοντικού αέριου ατόμου και η ενθαλπία ιονισμού είναι η αύξηση της ισχύος ενός mol αέριων ατόμων ή ιόντων ενώ αφαιρείται το εξώτατο ηλεκτρόνιο.

H(g) H+(g)+ e-

Η απομάκρυνση των ηλεκτρονίων είναι μέρος της παραγωγής μαζικών ιόντων. Από την άλλη πλευρά, η ενθαλπία ιονισμού είναι η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την απομάκρυνση ενός ηλεκτρονίου από ένα άτομο. Ως αποτέλεσμα, άτομα με χαμηλότερο δυναμικό ιονισμού (ενθαλπία ιονισμού ) έχουν υψηλότερη ενέργεια πλέγματος.

Συγγένεια ηλεκτρονίων:

Ο ηλεκτρισμός χαμηλού ιονισμού ενός μεταλλικού ατόμου και η υψηλή συγγένεια ηλεκτρονίων ενός μη μεταλλικού ατόμου ενθαρρύνουν την ανάπτυξη μιας ιοντικής σύνδεσης μεταξύ τους.

Όσο χαμηλότερη είναι η ικανότητα ενός ατόμου να προσελκύει ηλεκτρόνια, τόσο μεγαλύτερη είναι η συγγένεια των ηλεκτρονίων του. Η ενθαλπία ιονισμού υποδηλώνει την ικανότητα ενός ατόμου να αποσυνδέει τα ηλεκτρόνια του. Αυτό το δυναμικό καπακιού μπορεί να εξηγήσει γιατί ένα στοιχείο έχει ένα χόμπι από χάλυβα.

Η ενέργεια του πλέγματος εξαρτάται από δύο βασικοί παράγοντες που συμβάλλουν στην αντοχή ενός ιοντικού στερεού πλέγματος:ο ρυθμός με τον οποίο κινούνται τα ιόντα και η ακτίνα, ή το μέγεθος, των ιόντων. Η επιρροή αυτών των στοιχείων είναι ότι η ισχύς του πλέγματος αυξάνεται καθώς αυξάνεται η συγγένεια των ηλεκτρονίων.

Το ήλιο (He) έχει την υψηλότερη ενθαλπία ιονισμού αλλά όχι ενθαλπία πλεονέκτημα ηλεκτρονίων. Έχει μια ψηφιακή ρύθμιση 1s 2. Το υποκέλυφος είναι πλήρως γεμάτο.

Όταν ένα ηλεκτρόνιο αφαιρείται από ένα τροχιακό που είναι πλήρως κατειλημμένο, απαιτείται τεράστια ποσότητα ενέργειας. Ως αποτέλεσμα, έχει μια σχετικά ενθαλπία υψηλού ιονισμού . Επιπλέον, έχει πολύ χαμηλή συγγένεια ηλεκτρονίων αφού έχει γεμίσει πλήρως το κέλυφος σθένους. Ως αποτέλεσμα, έχει ενθαλπία μηδενικού κέρδους ηλεκτρονίων.

 Ενέργεια πλέγματος

Η καθορισμένη τιμή του U για το NaF, για παράδειγμα, είναι 910 kJ/mol, ενώ το U για το MgO (που περιέχει ιόντα Mg 2 + και O 2) είναι 3795 kJ/mol. Επειδή η ισχύς του πλέγματος είναι αντιστρόφως ανάλογη με τη διαπυρηνική απόσταση, οι διαστάσεις των ιόντων είναι επίσης αντιστρόφως ανάλογες.

Το άθροισμα των ακτίνων κατιόντων και ανιόντων χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της ισχύος του πλέγματος. Η ακτίνα κάθε κατιόντος και ανιόντος αντιστρόφως εξαρτάται από την ενέργεια του πλέγματος.

Η υψηλότερη ενθαλπία ιονισμού είναι η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την απελευθέρωση του πιο χαλαρά συγκρατημένου ηλεκτρονίου από ένα γραμμομόριο αέριων ατόμων για την παροχή ενός μορίου αερίων ιόντων με φορτίο 1+.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ

Οι ιοντικοί δεσμοί είναι ατομικοί δεσμοί που σχηματίζονται από την έλξη δύο ιόντων με αντίθετα φορτία. Ο δεσμός συνήθως σχηματίζεται μεταξύ ενός μετάλλου και ενός αμέταλλου. Η δομή του δεσμού είναι άκαμπτη, ισχυρή και συχνά κρυσταλλική και συμπαγής. Σε υψηλές θερμοκρασίες λιώνουν και οι ιοντικοί δεσμοί. Οι ιοντικοί δεσμοί είναι υδατικοί, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να αγώγουν όταν διαλυθούν στο νερό. Είναι μονωτές ως στερεά. Οι ηλεκτρικοί δεσμοί είναι ένα άλλο όνομα για τους ιοντικούς δεσμούς.