Share This Article
Все химические соединения образуются посредством образования химической связи. И в зависимости от типа соединяющихся частиц различают несколько видов. Самые основные – это ковалентная полярная, ковалентная неполярная, водородная, металлическая и ионная. Сегодня речь пойдет об ионной.
Что такое ионы
Она образуется между двумя атомами – как правило, металла и неметалла, при условии, что разница электроотрицательностей между ними очень велика. Электроотрицательность атомов и ионов оценивается по шкале Поллинга.
Поэтому для того чтобы правильно рассматривать характеристики соединений, было введено понятие ионности. Эта характеристика позволяет определить на сколько процентов конкретная связь представляет именно ионную.
Соединение с максимальной ионностью это фторид цезия, в котором она составляет примерно 97%. Ионная связь характерна для веществ, образованных атомами металлов, располагающихся в первой и второй группе таблицы Д.И. Менделеева, и атомами неметаллов, находящихся в шестой и седьмой группах этой же таблицы.
[warning]Обратите внимание! Стоит заметить, что не существует соединения, в котором взаимосвязь исключительно ионная. Для открытых на данный момент элементов нельзя добиться настолько большой разницы в электроотрицательности, чтобы получить 100%-ное ионное соединение. Поэтому определение ионной связи не совсем корректно, так как реально рассматриваются соединения с частичным ионным взаимодействием.[/warning]
Зачем же ввели этот термин, если реально такого явления не существует? Дело в том, что этот подход помог объяснить многие нюансы в свойствах солей, оксидов и других веществ. Например, почему они хорошо растворимы в воде, а их растворы способны проводить электрический ток. Это невозможно объяснить ни с каких других позиций.
Механизм образования
Образование ионной связи возможно только при соблюдении двух условий: если атом металла, участвующий в реакции, способен легко отдать электроны, находящиеся на последнем энергетическом уровне, а атом неметалла способен эти электроны принять. Атомы металлов по своей природе являются восстановителями, то есть способны к отдаче электронов.
Это связано с тем, что на последнем энергетическом уровне в металле могут находится от одного до трех электронов, а радиус самой частицы достаточно большой. Поэтому сила взаимодействия ядра с электронами на последнем уровне настолько мала, что они могут легко уходить с него. С неметаллами ситуация совершенно иная. Они имеют маленький радиус, а количество собственных электронов на последнем уровне может быть от трех и до семи.
И взаимодействие между ними и положительным ядром достаточно сильная, но любой атом стремится к завершению энергетического уровня, поэтому атомы неметалла стремятся получить недостающие электроны.
И когда встречаются два атома – металла и неметалла, происходит переход электронов от атома металла к атому неметалла, при этом образуется химическое взаимодействие.
Схема соединения
На рисунке наглядно видно, как именно осуществляется образование ионной связи. Изначально существуют нейтрально заряженные атомы натрия и хлора.
Первый имеет один электрон на последнем энергетическом уровне, второй семь. Далее происходит переход электрона от натрия к хлору и образование двух ионов. Которые соединяются между собой с образованием вещества. Что такое ион? Ион – это заряженная частица, в которой количество протонов не равно количеству электронов.
Отличия от ковалентного типа
Ионная связь за счет своей специфичности не имеет направленности. Это связано с тем, что электрическое поле иона представляет собой сферу, при том оно убывает или возрастает в одном направлении равномерно, подчиняясь одному и тому же закону.
В отличие от ковалентной, которая образуется за счет перекрывания электронных облаков.
Второе отличие заключается в том, что ковалентная связь насыщенна. Что это значит? Количество электронных облаков, которые могут принимать участие в взаимодействии ограниченно.
А в ионной за счет того, что электрическое поле имеет сферическую форму, оно может соединяться с неограниченным количеством ионов. А значит, можно говорить о том, что она не насыщена.
Также она может характеризоваться еще несколькими свойствами:
- Энергия связи – это количественная характеристика, и она зависит от количества энергии, которое необходимо затратить на ее разрыв. Она зависит от двух критериев – длины связи и заряда ионов, участвующих в ее образовании. Связь тем прочнее, чем короче ее длина и больше заряды ионов, ее формирующих.
- Длина – этот критерий уже упоминался в предыдущем пункте. Он зависит исключительно от радиуса частиц, участвующих в образовании соединения. Радиус атомов изменяется следующим образом: уменьшается по периоду при увеличении порядкового номера и увеличивается в группе.
[stop]Важно! Прочность также во многом зависит от строения кристаллической решетки. И здесь она такая, что одноименно заряженные частицы находятся на максимально возможном расстоянии, что уменьшает отталкивание между ними и повышает собственно прочность.[/stop]
Вещества с ионной связью
Она характерна для значительного числа химических соединений. Это большая часть всех солей, в том числе и всем известная поваренная соль. Она встречается во всех соединениях, где есть непосредственный контакт между металлом и неметаллом. Вот некоторые примеры веществ с ионной связью:
- хлориды натрия и калия,
- фторид цезия,
- оксид магния.
Также она может проявляться и в сложных соединениях.
Например, сульфат магния.
Перед вами формула вещества с ионной и ковалентной связью:
Между ионами кислорода и магния будет образовываться ионная связь, а вот сера и кислород соединены между собой уже с помощью ковалентной полярной.
Из чего можно сделать вывод, что ионная связь характерна для сложных химических соединений.
Что такое ионная связь в химии
Виды химической связи — ионная, ковалентная, металлическая
Вывод
Свойства напрямую зависят от устройства кристаллической решетки. Поэтому все соединения с ионной связью хорошо растворимы в воде и других полярных растворителях, проводят электрический ток и являются диэлектриками. При этом довольно тугоплавки и хрупки. Свойства этих веществ довольно часто применяются в устройстве электрических приборов.
Это интересно! Какой процесс называется плавление и отвердевание кристаллических тел
