Γιατί τα ιόντα είναι τόσο σταθερά;
* Ενέργεια και σταθερότητα: Τα άτομα είναι πιο σταθερά όταν γεμίζει το εξωτερικό κέλυφος ηλεκτρονίων τους. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ένα γεμάτο κέλυφος αντιπροσωπεύει μια κατάσταση χαμηλής ενέργειας.
* ιόντα και διαμόρφωση ηλεκτρονίων: Όταν ένα άτομο κερδίζει ή χάνει ηλεκτρόνια για να γίνει ιόν, μεταβάλλει τη διαμόρφωση ηλεκτρονίων του. Αυτό μπορεί είτε να το φέρει πιο κοντά σε ένα γεμάτο εξωτερικό κέλυφος (όπως να κερδίσετε ένα ηλεκτρόνιο για να επιτύχετε μια διαμόρφωση ευγενών αερίου) είτε πιο μακριά από αυτό.
* ενέργεια ιονισμού: Η ενέργεια που απαιτείται για την απομάκρυνση ενός ηλεκτρονίου από ένα άτομο (ενέργεια ιονισμού) είναι ένα μέτρο για το πόσο στενά κρατείται ότι το ηλεκτρόνιο είναι. Η αφαίρεση των ηλεκτρόνων γενικά απαιτεί ενέργεια, καθιστώντας τα ιόντα λιγότερο σταθερά από τα ουδέτερα τους ομολόγους τους.
* συγγένεια ηλεκτρονίων: Η αλλαγή ενέργειας που συμβαίνει όταν ένα άτομο κερδίζει ένα ηλεκτρόνιο ονομάζεται συγγένεια ηλεκτρονίων. Ενώ ορισμένα άτομα έχουν ευνοϊκή συγγένεια ηλεκτρονίων (που σημαίνει ότι απελευθερώνουν ενέργεια όταν κερδίζουν ένα ηλεκτρόνιο), άλλοι απαιτούν ενέργεια εισόδου για να κερδίσουν ένα ηλεκτρόνιο, μειώνοντας περαιτέρω τη σταθερότητά τους ως ιόντα.
Γιατί λοιπόν μιλάμε για τα ιόντα ως σταθερά;
Είναι σημαντικό να εξετάσουμε το πλαίσιο:
* Ιωνικές ενώσεις: Τα ιόντα είναι ζωτικής σημασίας για τον σχηματισμό ιοντικών ενώσεων. Σε αυτές τις ενώσεις, η ηλεκτροστατική έλξη μεταξύ των αντίθετα φορτισμένων ιόντων είναι αρκετά ισχυρή ώστε να ξεπεραστεί το ενεργειακό κόστος σχηματισμού των ίδιων των ιόντων. Η συνολική διάταξη των ιόντων στην ένωση είναι πιο σταθερή από τα μεμονωμένα ουδέτερα άτομα.
* Λύσεις: Σε διάλυμα, τα ιόντα μπορούν να αλληλεπιδρούν με πολικούς διαλύτες όπως το νερό, σχηματίζοντας κελύφη ενυδάτωσης. Αυτές οι αλληλεπιδράσεις μπορούν να σταθεροποιήσουν τα ιόντα σε λύση, καθιστώντας τα πιο ευνοϊκά από τα ουδέτερα τους ομολόγους τους υπό αυτές τις συνθήκες.
Συνοπτικά:
* Τα μεμονωμένα ιόντα είναι γενικά λιγότερο σταθερά από τα ομόλογα ουδέτερων ατόμων λόγω της ενέργειας που απαιτείται για τον ιονισμό ή της δυσμενούς συγγένειας ηλεκτρονίων.
* Τα ιόντα είναι ζωτικής σημασίας για τη διαμόρφωση σταθερών ιοντικών ενώσεων και μπορούν να σταθεροποιηθούν σε διάλυμα με αλληλεπιδράσεις με πολικούς διαλύτες.
Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε το πλαίσιο κατά τη συζήτηση της σταθερότητας των ιόντων. Δεν είναι εγγενώς σταθεροί, αλλά ο ρόλος τους στη διαμόρφωση ενώσεων και οι αλληλεπιδράσεις τους σε διαλύματα τους καθιστούν σημαντικά συστατικά των χημικών συστημάτων.
