Какую связь называют ионной как она образуется и какими свойствами обладает

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 21 октября 2016;
проверки требуют 26 правок.

Атомы натрия и фтора подвергающиеся окислительно-восстановительной реакции с образованием фторида натрия. Натрий теряет свой внешний электрон, приобретая стабильную электронную конфигурацию, и этот электрон переходит в атом фтора. Противоположно заряженные ионы притягиваются друг к другу с образованием стабильного соединения.

Ионная связь — сильная химическая связь, возникающая в результате электростатического притяжения катионов и анионов. Возникает между атомами с большой разностью (>1,7 по шкале Полинга) электроотрицательностей, при которой общая электронная пара переходит преимущественно к атому с большей электроотрицательностью. Это притяжение ионов как разноимённо заряженных тел. Примером может служить соединение CsF, в котором «степень ионности» составляет 97 %. Ионная связь — крайний случай поляризации ковалентной полярной связи. Образуется между типичными металлом и неметаллом. При этом электроны у металла полностью переходят к неметаллу, образуются ионы.

Если химическая связь образуется между атомами, которые имеют очень большую разность электроотрицательностей (ЭО > 1,7 по Полингу), то общая электронная пара полностью переходит к атому с большей ЭО. Результатом этого является образование соединения противоположно заряженных ионов:

Между образовавшимися ионами возникает электростатическое притяжение, которое называется ионной связью.
Вернее, такой взгляд удобен. На деле ионная связь между атомами в чистом виде не реализуется нигде или почти нигде, обычно на деле связь носит частично ионный, а частично ковалентный характер. В то же время связь сложных молекулярных ионов часто может считаться чисто ионной. Важнейшие отличия ионной связи от других типов химической связи заключаются в ненаправленности и ненасыщаемости. Именно поэтому кристаллы, образованные за счёт ионной связи, тяготеют к различным плотнейшим упаковкам соответствующих ионов.

Характеристикой подобных соединений служит хорошая растворимость в полярных растворителях (вода, кислоты и т. д.). Это происходит из-за заряженности частей молекулы. При этом диполи растворителя притягиваются к заряженным концам молекулы, и, в результате Броуновского движения, «растаскивают» молекулу вещества на части и окружают их, не давая соединиться вновь. В итоге получаются ионы, окружённые диполями растворителя.

При растворении подобных соединений, как правило, выделяется энергия, так как суммарная энергия образованных связей растворитель-ион больше энергии связи анион-катион. Исключения составляют многие соли азотной кислоты (нитраты), которые при растворении поглощают тепло (растворы охлаждаются). Последний факт объясняется на основе законов, которые рассматриваются в физической химии.
Взаимодействие ионов

Если атом теряет один или несколько электронов, то он превращается в положительный ион — катион (в переводе с греческого — «идущий вниз). Так образуются катионы водорода Н+, лития Li+, бария Ва2+. Приобретая электроны, атомы превращаются в отрицательные ионы — анионы (от греческого «анион» — идущий вверх). Примерами анионов являются фторид ион F−, сульфид-ион S2−.

Катионы и анионы способны притягиваться друг к другу. При этом возникает химическая связь, и образуются химические соединения. Такой тип химической связи называется ионной связью:

Ионная связь — это химическая связь, образованная за счет электростатического притяжения между катионами и анионами.

Пример образования ионной связи[править | править код]

Рассмотрим способ образования на примере «хлорида натрия» NaCl. Электронную конфигурацию атомов натрия и хлора можно представить: и . Это атомы с незавершенными энергетическими уровнями. Очевидно, для их завершения атому натрия легче отдать один электрон, чем присоединить семь, а атому хлора легче присоединить один электрон, чем отдать семь. При химическом взаимодействии атом натрия полностью отдает один электрон, а атом хлора принимает его.

Схематично это можно записать так:

— ион натрия, устойчивая восьмиэлектронная оболочка () за счет второго энергетического уровня. — ион хлора, устойчивая восьмиэлектронная оболочка.

Между ионами и возникают силы электростатического притяжения, в результате чего образуется соединение.

Источник

Ионы – это атомы, потерявшие или получившие электроны и, как следствие, некоторый заряд. Для начала хотелось бы напомнить, что ионы бывают двух типов: катионы (положительный заряд ядра больше, чем количество электронов, несущих отрицательный заряд) и анионы (заряд ядра меньше количества электронов). Ионная связь образуется в результате взаимодействия двух ионов с разноименными зарядами.

Ионная и ковалентная связь

Данный тип связи является частным случаем ковалентной. Разность электроотрицательностей в данном случае столь велика (более чем 1,7 по Полингу), что общая пара электронов не частично смещается, а полностью переходит к атому с большей электроотрицательностью. Поэтому образование ионной связи является результатом возникновения сильного электростатического взаимодействия между ионами. Важно понимать, что не существует стопроцентно ионной связи. Данный термин применяется, если «ионные признаки» более выражены (т.е. электронная пара сильно смещена к более электроотрицательному атому).

Механизм ионной связи

Атомы, имеющие практически полную или практически пустую валентную (внешнюю) оболочку, наиболее охотно вступают в химические реакции. Чем меньше пустых орбиталей на валентной оболочке, тем выше шанс, что атом получит электроны извне. И наоборот – чем меньше электронов находится на внешней оболочке, тем вероятнее, что атом отдаст электрон.

Электроотрицательность

Это способность атома притягивать к себе электроны, поэтому атомы с наиболее заполненными валентными оболочками более электроотрицательны.

Типичный металл охотно отдает электроны, тогда как типичный неметалл охотнее их забирает. Поэтому чаще всего ионную связь образуют металлы и неметаллы. Отдельно следует упомянуть другой тип ионной связи – молекулярную. Ее особенность в том, что в роли ионов выступают не отдельные атомы, а целые молекулы.

Схема ионной связи

На рисунке схематически изображено формирование фторида натрия. Натрий имеет низкую электроотрицательность и всего один электрон на валентной оболочке (ВО). Фтор – значительно более высокую электроотрицательность, ему не хватает всего одного электрона для заполнения ВО. Электрон с ВО натрия, переходит на ВО фтора, заполняя орбиталь, в следствии чего оба атома приобретают разноименные заряды и притягиваются друг к другу.

Свойства ионной связи

Ионная связь достаточно сильна – разрушить ее при помощи тепловой энергии крайне сложно, а потому вещества с ионной связью имеют высокую температуру плавления. В то же время радиус взаимодействия ионов достаточно низкий, что обуславливает ломкость подобных соединений. Важнейшими ее свойствами являются ненаправленность и ненасыщаемость. Ненаправленность происходит из формы электрического поля иона, которое представляет собой сферу и способно взаимодействовать с катионами или анионами во всех направлениях. При этом поля двух ионов не компенсируются полностью, вследствие чего они вынуждены притягивать к себе дополнительные ионы, образуя кристалл, – это и есть явление, называемое ненасыщаемостью. В ионных кристаллах нет молекул, а отдельные катионы и анионы окружены множеством ионов противоположного знака, количество которых зависит в основном от положения атомов в пространстве.

Кристаллы поваренной соли (NaCl) – типичный пример ионной связи.

Таблица веществ с ионной связью

Название	Формула	Применение и свойства
Бромид серебра	AgBr	Ионная связь в молекуле разрывается под воздействием фотонов (фотолиз), что широко применяется в фотографии и оптике.
Хлорводород	HCl	Как следует из формулы, ионная связь тут образуется между хлором и водородом, а потому водный раствор HCl (соляная кислота), широко применяется для получения различных хлоридов.
Оксид кальция	CaO	Негашеная известь. Широко применяется при производстве кирпича.
Фторид натрия	NaF	Применяется для укрепления зубной эмали, в производстве керамики.

Источник

Представим, что встретились два атома: атом щелочного металла и атом галогена. У атома металла на внешнем энергетическом уровне — единственный электрон, а атому неметалла как раз не хватает одного электрона, чтобы завершить свой внешний уровень.

Атом металла легко отдаст свой слабо связанный с ядром валентный электрон атому неметалла, который предоставит ему свободное место на внешнем энергетическом уровне. Оба в результате получат заполненные внешние уровни.

Атом металла при этом приобретёт положительный заряд, а атом галогена превратится в отрицательно заряженную частицу. Такие частицы называются ионами.

Ионы — заряженные частицы, в которые превращаются атомы в результате отдачи или принятия электронов.

Образовавшиеся разноимённо заряженные ионы притягиваются друг к другу, и возникает химическая связь, которая называется ионной.

Ионная связь — связь между положительно и отрицательно заряженными ионами.

Рассмотрим механизм образования ионной связи на примере взаимодействия натрия и хлора.

Na0+Cl0→Na++Cl−→Na+Cl−

Такое превращение атомов в ионы происходит всегда при взаимодействии атомов типичных металлов и типичных неметаллов, электроотрицательности которых резко различаются.

Ионная связь образуется в сложных веществах, состоящих из атомов металлов и неметаллов.

Рассмотрим другие примеры образования ионной связи.

Пример:

Взаимодействие кальция и фтора

1. Кальций — элемент главной подгруппы второй группы. Ему легче отдать два внешних электрона, чем принять недостающие.

2. Фтор — элемент главной подгруппы седьмой группы. Ему легче принять один электрон, чем отдать семь.

3. Найдём наименьшее общее кратное между зарядами образующихся ионов. Оно равно (2). Определим число атомов фтора, которые примут два электрона от атома кальция: (2) (:) (1) (=) (2).

4. Составим схему образования ионной связи:

Ca0+2F0→Ca2+F2−.

Пример:

Взаимодействие натрия и кислорода

1. Натрий — элемент главной подгруппы первой группы. Он легко отдаёт один внешний электрон.

2. Кислород — элемент главной подгруппы шестой группы. Ему легче принять два электрона, чем отдать шесть.

3. Найдём наименьшее общее кратное между зарядами образующихся ионов. Оно равно (2) (:) (1) (=) (2). Определим число атомов натрия, которые отдадут два электрона атому кислорода: (2).

4. Составим схему образования ионной связи:

2Na0+O0→Na2+O2−.

С помощью ионной связи образуются также соединения, в которых имеются сложные ионы:

NH4+,NO3−,OH−,SO42−,PO43−,CO32−.

Значит, ионная связь существует также в солях и основаниях.

Обрати внимание!

Соли аммония NH4NO3,NH4Cl,NH4SO42 не содержат металла, но образованы ионной связью.

Ионы создают вокруг себя электрическое поле, действующее во всех направлениях. Поэтому каждый ион окружён ионами противоположного знака. Такое соединение представляет собой огромную группу положительных и отрицательных частиц, расположенных в определённом порядке.

Притяжение между ионами довольно сильное, поэтому ионные вещества имеют высокие температуры кипения и плавления.

Обрати внимание!

Все ионные соединения при обычных условиях — твёрдые вещества.

Примеры веществ с ионной связью:

Питьевая сода

Железный купорос

Поваренная соль

Источники:

Габриелян О. С. Химия. 8 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. М.: Дрофа, 2013. — 63 с.

Источник

Прежде чем начать, тезисно обозначим основные моменты предыдущей части.

1) Атомы всех химических элементов стремятся приобрести электронную конфигурацию инертных (благородных) газов, которая характеризуется повышенной устойчивостью и стабильностью.

2) Инертные (благородные) газы — элементы главной подгруппы 8-й группы (VIII А) в таблице Менделеева.

3) На внешнем энергетическом уровне инертных (благородных) газов имеется 8 электронов (исключение — атомы гелия (He), у которых всего 2 электрона).

А теперь вводим новый для нас тезис:

атомы всех химических элементов стремятся приобрести электронные конфигурации инертных газов, образуя химические связи, либо путём принятия недостающего числа электронов на внешний энергетический уровень, либо путём отдачи электронов с внешнего энергетического уровня. Так образуется ионная химическая связь. (есть и другие типы химических связей)

Ионная связь — связь, образованная за счёт взаимного принятия и отдачи атомами электронов (скоро мы расширим данное понятие)

Хлорид натрия — поваренная соль. Классический пример вещества, характеризующегося ионным типом химической связи

Почувствовать, как работает описанный мной выше процесс мы сможем на примере атомов натрия и хлора, и поваренной соли как результата их взаимовыгодного сотрудничества.

1) Атомы натрия (Na) , мы знаем, обладают следующим строением электронной оболочки:

Электронная формула натрия

ближайшими к натрию инертными газами являются:

а) Неон (Ne) и б) И аргон (Ar):

Электронные формулы неона и аргона

Чтобы получить электронную конфигурацию инертного благородного газа атомам натрия в ходе образования химической связи необходимо: а) либо отдать с внешнего энергетического уровня один электрон и получить электронную формулу неона:

Атом натрия, отдавая электрон, становится катионом натрия, но об этом позднее.

б) либо принять на внешний энергетический уровень 7 электронов и получить электронную формулу аргона.

С энергетической точки зрения наиболее выгодным оказывается процесс под буквой (а). То есть, интуитивно, мы можем чувствовать, что отдать один электрон несколько проще, чем принять 7 электронов.

2) Рассмотрим атом хлора.

Атомы хлора (Cl) обладают следующей электронной формулой:

Электронная формула атома хлора

Ближайшими инертными газами к атому хлора так же являются неон и аргон:

а) Неон (Ne) c электронной формулой: б) И аргон (Ar):

Известные инертные (благородные) газы

и чтобы получить электронную формулу инертного благородного газа атомам хлора необходимо:

а) либо отдать с внешнего энергетического уровня 7 электронов и получить электронную формулу неона.

б) либо принять на внешний энергетический уровень один электрон и получить электронную формулу аргона:

Атом хлора, принимая один электрон, становится анионом хлора, но об этом позднее

в нашем случае, что интуитивно чувствуется, энергетически наиболее выгодным и простым путём является принятие одного недостающего электрона, что и изображено на последней схеме.

*Замечательно, что образование такого известного вещества как поваренная соль, с химической формулой (NaCl) протекает именно по вышеописанной нами суммарной схеме:

Схема образования ионной связи на примере хлорида натрия (поваренной соли)

Итак, мы привели с Вами первый пример образования химической связи, то есть, показали, как могут образовываться химические соединения, а также сказали, почему атомам это энергетически выгодно (об этом речь шла здесь).

*На что ещё следует обратить внимание в вышеописанном примере.

Атом натрия, как мы могли заметить, отдаёт электрон, атом хлора — принимает. Если мы попробуем найти о данных химических элементах побольше информации, то мы наверняка увидим, что с химической точки зрения натрий (Na) — это металл:

Натрий под слоем керосина

а хлор (Cl) — неметалл. И это не случайно!

Хлор — тёмно-зеленый газ тяжелее воздуха

Дело в том, что в эту секунду мы вводим новые для нас понятия о:

* Металлических свойствах — способности атомов химических элементов отдавать электроны.

* Неметаллических свойствах — способности атомов химических элементов эти электроны принимать.

Теперь мы можем дать более правильное определение ионной связи:

Ионная связь — химическая связь, образованная за счёт электростатического притяжения между катионами металлов и анионами неметаллов.

А о том, что такое ионы, что такое катионы и анионы — уже в следующей части. Пока.

Источник

Ken Ba · 12 декабря 2018

3,0 K

Такие соединения очень прочные, с энергией 300-700 кДж
Связи в таких соединениях ненаправленные и ненасыщенные
В процессе образования молекул с ионной связью не происходит полной передачи электронов, поэтому стопроцентной ионной связи в природе не существует.
Такие соединения твердые кристаллические вещества с высокой температурой плавления и кипения
Большая часть таких соединений растворяется в воде, а их растворы проводят электрический ток

Подготовила к ЕГЭ по химии 5000 учеников. С любого уровня до 100 в режиме онлайн 🙂 · vk.com/mendo_him

????Что такое ионная связь?????
Это связь,которая образуется между катионами и анионами за счёт их притяжения
????Свойства соединений с ионной связью????
✅Прочная связь( энергия ионной связи равна примерно 300-700кДж/моль)
✅Ионные соединения растворяются в воде
✅На самом деле ,чистой ионной связи не существует(соединения имеют несколько видов связей)
✅Расплавы и растворы с… Читать далее

Какие связи формируются в комплексном соединении?

Подготовила к ЕГЭ по химии 5000 учеников. С любого уровня до 100 в режиме онлайн 🙂 · vk.com/mendo_him

☘️Что такое комплексное соединение?
Это сложная химическая частица)
Давайте разберёмся с её строением????
????У комплексного соединения есть внешняя и внутренняя сфера
????Во внутренней сфере лежит комплексообразователь (катион металла) и лиганд (это всё остальное кроме металла ????)

⚠️Между линандом и комплексообразователем связи по донорно-акцепторному механизму

У катиона металла есть свободные атомные орбитали, а у лиганда лишние электроны, которыми он с удовольствием делится????так и получается связь

Как определять ионную связь?

Ионная связь — это связь катиона и аниона.

Какие факторы определяют электропроводимость вещества?

Инженер, немного пилот. Физик, химик, электронщик-любитель. Независимый звукореж…

Электропроводность вещества определяется наличием свободных (то есть, способных перемещаться) носителей зарядов. В металлах это электроны, свободно перемещающиеся между атомами кристаллической решётки, в полупроводниках — электроны и «дырки» (гипотетический носитель положительного заряда, отсутствие электрона на атомной орбитали, может «перепрыгивать» с одного атома на другой), в растворах и расплавах электролитов — ионы. Кроме того, в вакууме, который, как известно, не вещество, тоже возможен электрический ток, если есть свободные электроны (в электронной лампе, например).

Что представляют собой комплексные соли? В чем обоснование их механизма образования?

ALBA synchrotron, postdoc

Как нам подсказывает капитан очевидность, комплексные соли — это соли, содержащие хотя бы один комплексный ион. А вот хорошего определения комплексных ионов мне не попадалось. Давайте для начала не будем лезть в тонкости и пограничные ситуации и назовём комплексными ионами те, в которых есть некий центральный атом, окруженный некими частицами по имени лиганды, причём вокруг центрального атома упаковано больше электронных пар, чем его формальная степень окисления.

Отсюда сразу понятно, каков механизм образования комплексов. Металлы, особенно переходные, содержат кучу легкодоступных вакантных орбиталей. И наоборот, частицы (как нейтральные молекулы, так и ионы), построенные на основе элементов 5-7 групп почти всегда содержат хотя бы одну неподеленную электронную пару. Это значит, что между ними может возникнуть донорно-акцепторное взаимодействие. Дальше вопрос в силе этого взаимодействия и наличии свободного места вокруг нашего металла. Обычно оптимальный баланс возникает при 4 или 6 лигандах, хотя возможны варианты.

Для каких элементов характерны летучие водородные соединения?

Автор проекта ChemistryToday, человек, заинтересованный химией и продвигающий её на… · vk.com/chemtoday

Летучие водородные соединения (ЛВС) образуют, в основном, неметаллы: практически у каждого из них есть такие соединения — гидриды элемента или элемент’иды водорода.

Посмотрим на 2 период Таблицы Менделеева: ЛВС характерны для бора (различные бораны BnHm), углерода (вся органика! CxHy), азота (аммиак, например NH3), кислорода (вода!) и фтора (плавиковая кислота HF). Это как раз все неметаллы 2 периода (за исключением неона, благородного газа).

В 3 периоде всё то же самое: алюминий образует AlH3, алан, кремний — силан SiH4, фосфор — фосфин PH3, сера — сероводород H2S, хлор — хлороводород HCl.

Но так как при движении вниз по группе «металличность» элементов повышается, то для галлия (который под алюминием) уже гораздо менее характерно образование водородных соединений, тем более летучих, поэтому галлий уже выбывает из ЛВС неметаллов 4 периода. Следующий за ним — германий — образует герман GeH4, мышьяк — арсин AsH3, селен — селеноводород H2Se, бром — бромоводород HBr.

Все остальные также существуют: PbH4, SnH4, H2Te, SbH3, BiH3 (очень нестабилен), HI, HAt, H2Po.

Источник