Caracteristicile legăturii ionice, modul în care se formează, clasificarea și exemplele

legătură ionică este aceea în care nu există o partajare echitabilă a unei perechi de electroni între doi atomi. Când se întâmplă acest lucru, una dintre specii, cel mai puțin electronegativ, dobândește o încărcătură electrică pozitivă, în timp ce speciile mai electronegative se termină cu o încărcătură electrică negativă.

Dacă A este specia electropozitivși X electronegativ, atunci când legătura ionică este formată între ele, ele sunt transformate în ioni A⁺ și X^-. A⁺ este specia încărcată pozitiv, numită cation; și X^- este specia încărcată negativ, anionul.

Imaginea superioară prezintă o legătură ionică generală pentru oricare două specii A și X. Parantezele albastre indică faptul că nu există nici o legătură covalentă clar între A și X; cu alte cuvinte, nu există prezență de A-X.

Rețineți că A⁺ nu are electroni de valență, în timp ce X^- jur de opt electroni, adică, îndeplinește regula octetului conform teoriei legătură de valență (TEV) și este, de asemenea, izoelectronice gazul nobil din perioada corespunzătoare (He, Ne, Ar, etc.).

Dintre cei opt electroni, doi dintre ei sunt verzi. În ce scop este diferit de restul punctelor albastre? Pentru a sublinia faptul că perechea verde este de fapt electronii care ar trebui să fie partajați în legătură A-X dacă ar fi covalent în natură. Fapt care nu se întâmplă în acest fel în legătura ionică.

A și X interacționează prin forțe de atracție electrostatică (Legea lui Coulomb). Acest lucru diferențiază compușii ionici de cele covalente în multe dintre proprietățile lor fizice, cum ar fi punctul de topire și punctul de fierbere.

index

• 1 Caracteristicile legăturii ionice
• 2 Cum se formează?
  • 2.1 Metale alcaline și halogen
  • 2.2 Metale alcaline și calcogenice
  • 2.3 Metale alcalino-pământoase cu halogeni și calcinoeni
• 3 Clasificare
• 4 Comportamentul electronilor în legătura ionică
• 5 Exemple de legături ionice
• 6 Referințe

Caracteristicile legăturii ionice

-cele legături ionice nu sunt direcționale, adică exercită o forță capabilă să creeze aranjament cristalin tridimensional, cum ar fi clorura de potasiu se observă în imaginea de mai sus.

Formulele chimice care cuprind compușii ionici denotă proporția de ioni și nu legăturile lor. Astfel, KCl înseamnă că există o K cation⁺ pentru fiecare anion Cl^-.

- legăturile ionice, deoarece au o influență tridimensională asupra ionilor lor, generează structuri cristaline care necesită multă energie termică pentru a se topi. Cu alte cuvinte, ele prezintă puncte de topire și puncte de fierbere ridicate în contrast cu substanțele solide în care predomină legăturile covalente.

Majoritatea compușilor care interacționează prin legăturile ionice sunt solubili în apă sau în solvenți polari. Acest lucru se datorează faptului că moleculele de solvent pot înconjura efectiv ionii, împiedicându-i să se întâlnească din nou pentru a forma aranjamentul inițial de cristal.

- Legătura ionică provine între atomi cu un decalaj mare între electronegativitățile lor: un metal și un metal. De exemplu, K este un metal alcalin, în timp ce Cl este un element halogen, nemetalic.

Cum se formează?

În imaginea de mai sus, A reprezintă un metal și X un atom nemetalic. Pentru ca legătura ionică să aibă loc, diferența dintre electronegativitățile dintre A și X trebuie să fie astfel încât împărțirea perechilor electronice a legăturii să fie zero. Aceasta înseamnă că X va păstra perechea de electroni.

Dar de unde vine perechea electronică? În esență, din speciile metalice. apoi fiind astfel unul dintre cele două puncte de verde este un electron transferat de la metal la metaloid A X, iar acesta din urmă a adus pentru a finaliza perechea de electroni în plus.

Dacă da, la care grupuri din tabelul periodic fac parte A sau X? Deoarece A avut un singur transfer de electroni, este foarte probabil să fie un metal din Grupa IA: metalele alcaline (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr).

În timp ce X, când a atins octetul valenței prin adăugarea unui electron, este un element halogen al grupului VIIA.

Metale alcaline și halogen

Metalele alcaline au configurație ns valență¹. Pierdând acel electron unic și devenind ioni monatomici M⁺ (Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺, Fr⁺) devine izoelectronic față de gazul nobil care îi precede.

Halogeni, pe de altă parte, au configurație ns valență²np⁵. Pentru a fi izoelectronici față de gazul nobil care vine, ei trebuie să achiziționeze un electron suplimentar pentru a avea o configurație ns²np⁶, care totalizează opt electroni.

Atât metalele alcaline cât și halogenurile beneficiază de formarea legăturii ionice din acest motiv, fără a mai menționa stabilitatea energetică asigurată de aranjamentul cristal.

Prin urmare, compușii ionici formați de un metal alcalin și un halogen au întotdeauna o formulă chimică de tip MX.

Metale alcaline și calcogenice

Chalcogenii sau elementele grupului VIA (O, S, Se, Te, Po) au, spre deosebire de halogeni, o configurație de valențe ns²np⁴. Prin urmare, este nevoie de doi electroni suplimentari în loc de unul pentru a se conforma octetului valenței. Pentru a realiza acest lucru cu ajutorul metalelor alcaline, ei trebuie să primească un electron de la doi dintre ei.

De ce? Deoarece, de exemplu, sodiul poate produce un singur electron, Na ∙. Dar dacă există două sodiu, Na ∙ și Na ∙, O poate primi electronii să devină anionul O^2-.

O structură Lewis pentru compusul rezultat este Na⁺ O^2- na⁺. Rețineți că pentru fiecare oxigen există două ioni de sodiu și, prin urmare, formula este Na₂O.

Aceeași explicație poate fi folosită și pentru celelalte metale și pentru celelalte chalcogeni.

Cu toate acestea, se pune întrebarea: va combina toate aceste elemente care provin dintr-un compus ionic? Vor exista legături ionice în toate acestea? Pentru aceasta, ar fi necesar să se compare electronegativitățile atât a metalului M, cât și a chalcogenilor. Dacă sunt foarte diferite, atunci vor exista legături ionice.

Metale alcalino-pământoase cu halogeni și calccogeni

Metalele alcalino-pământoase (domnul Becamgbara) au configurații de valențe². Pierzându-și singurele electroni, ei devin M ionii²⁺ (Be²⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺Ba²⁺Ra²⁺). Cu toate acestea, speciile care acceptă electronii lor pot fi, de asemenea, halogeni sau chalcogeni.

În cazul halogenurilor, două dintre ele sunt necesare pentru a forma un compus, deoarece individual pot accepta doar un electron. Astfel, compusul ar fi: X^- M²⁺ X^-. X poate fi oricare dintre halogeni.

Și în sfârșit, în cazul calcogenelor, pentru a putea accepta doi electroni, ar fi suficient unul dintre ei pentru a forma legătura ionică: M²⁺O^2-.

clasificare

Nu există nici o clasificare a legăturii ionice. Totuși, aceasta poate varia în funcție de caracterul covalent. Nu toate legăturile sunt sută la sută ionice, dar ele prezintă, deși foarte ușor, un produs caracter covalent al unei diferențe de electronegativitate fără marcă.

Acest lucru este remarcabil mai ales cu ionii foarte mici și cu încărcături mari, cum ar fi Be²⁺. Densitatea sa ridicată de încărcare deformează norul electronic al lui X (F, Cl etc.), astfel încât îl forțează să formeze o legătură cu un caracter covalent ridicat (ceea ce este cunoscut ca polarizare).

Deci, BeCl₂ Deși pare să fie ionic, este de fapt un compus covalent.

Cu toate acestea, compușii ionici pot fi clasificați în funcție de ionii lor. Dacă aceștia constau din atomi simplu încărcați electric, vorbim de ioni monatomici; în timp ce dacă este o moleculă purtătoare a unei încărcări, fie pozitivă, fie negativă, vorbim despre un ion poliatomic (NH₄⁺, NO₃^-, SO₄^2-, etc.).

Comportamentul electronilor în legătura ionică

Electronii din legătura ionică rămân în vecinătatea nucleului celui mai electronegativ atom. Deoarece această pereche de electroni nu poate scăpa din X^- pentru a lega covalent cu A⁺, interacțiunile electrostatice intră în joc.

Cationii A⁺ respinge altele⁺, și se întâmplă de asemenea cu anionii X^- cu ceilalți. Ioniile caută să ridice repulsiile la o valoare minimă, astfel încât forțele atractive să predomină asupra celor respingătoare; și când reușesc să o atingă, apare aranjamentul cristalin care caracterizează atât compușii ionici.

Teoretic, electronii sunt izolați în anioni și, deoarece anionii rămân fixați în rețeaua cristalină, conductivitatea sărurilor în faza solidă este foarte scăzută.

Cu toate acestea, acesta crește atunci când se topește, deoarece ionii pot migra liber, precum și electronii care pot curge atrasi de încărcăturile pozitive.

Exemple de legături ionice

O metodă de identificare a compușilor ionici este aceea de a observa prezența unui metal și a unui anion nemetalic sau poliatomic. Apoi, calculați cu oricare dintre câmpurile de electronegativitate diferența acestor valori pentru A și X. Dacă această diferență este mai mare de 1,7, atunci este un compus cu legături ionice.

Exemplele acestora sunt următoarele:

KBr: bromură de potasiu

BEF₂: fluorură de beriliu

na₂O: oxid de sodiu

Li₂O: oxid de litiu

K₂O: oxid de potasiu

MgO: oxid de magneziu

CaF₂: fluorură de calciu

na₂S: sulfură de sodiu

NaI: iodură de sodiu

CsF: fluorură de cesiu

De asemenea, pot fi luați compuși ionici cu ioni poliatomici:

Cu (NO₃)₂: nitrat de cupru (II)

NH₄Cl: clorură de amoniu

CH₃COONa: acetat de sodiu

sr₃(PO₄)₂: fosfat de stronțiu

CH₃COONH₄: acetat de amoniu

LiOH: hidroxid de litiu

KMnO₄: permanganat de potasiu

referințe

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chimie. (Ediția a 8-a). CENGAGE Learning, pag. 251-258.
2. Chimie LibreTexts.Legăturile ionice și covalente. Luat de la: chem.libretexts.org
3. Chimia 301. (2014). Ionic bonding. Luată de la: ch301.cm.utexas.edu
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (16 august 2017. Exemple de legături și compuși ionici.) Luate de la: thoughtco.com
5. TutorVista. (2018). Ionic bonding. Luat de la: chemistry.tutorvista.com
6. Chris P. Schaller, Ph.D. IM7. Care legături sunt ionice și care sunt covalente? Luată de la: employees.csbsju.edu