Ionische bindingseigenschappen, hoe het wordt gevormd, classificatie en voorbeelden

de ionische binding is dat waar er geen gelijkwaardige verdeling van een paar elektronen tussen twee atomen is. Wanneer dit gebeurt, krijgt een van de soorten, de minst elektronegatieve, een positieve elektrische lading, terwijl de meer elektronegatieve soort eindigt met een negatieve elektrische lading..

Als A de soort is elektropositief, en X het elektronegatieve, dan, wanneer de ionische binding daartussen wordt gevormd, worden ze omgezet in de ionen A⁺ en X^-. Een⁺ het is de positief geladen soort, die kation wordt genoemd; en X^- is de negatief geladen soort, het anion.

De bovenste afbeelding toont een algemene ionische binding voor elke twee soorten A en X. De blauwe haakjes geven aan dat er geen duidelijk covalente binding is tussen A en X; met andere woorden, er is geen A-X aanwezigheid.

Merk op dat A⁺ mist valentie-elektronen, terwijl X^- omringen acht elektronen, dat wil zeggen aan de octetregel volgens valentiebinding theorie (TEV) en ook isoelectronische het edelgas van de overeenkomstige periode (He, Ne, Ar, enz.).

Van de acht elektronen zijn er twee groen. Met welk doel verschilt het van de rest van de blauwe stippen? Om te benadrukken dat het groene paar eigenlijk de elektronen zijn die zouden moeten worden gedeeld in de A-X-binding als het covalent van aard zou zijn. Feit dat gebeurt niet in de ionische link.

A en X werken samen door elektrostatische aantrekkingskrachten (de wet van Coulomb). Dit differentieert ionische verbindingen van covalente stoffen in veel van hun fysische eigenschappen, zoals het smelt- en kookpunt.

index

• 1 Kenmerken van de ionische binding
• 2 Hoe wordt het gevormd?
  • 2.1 Alkalische en halogeen metalen
  • 2.2 Alkalische en calcogene metalen
  • 2.3 Alkalische aardmetalen met halogenen en chalcogenen
• 3 Classificatie
• 4 Gedrag van de elektronen in de ionische binding
• 5 Voorbeelden van ionische bindingen
• 6 Referenties

Kenmerken van de ionische binding

-De ionische bindingen zijn niet directioneel, dat wil zeggen, ze oefenen een driedimensionale kracht uit die in staat is om een ​​kristallijnen arrangement te creëren, zoals het kaliumchloride dat wordt waargenomen in de afbeelding hierboven.

-De chemische formules die de ionische verbindingen omvatten, geven het aandeel van de ionen aan en niet hun verbindingen. Dus KCl betekent dat er een Kation is⁺ voor elke Cl anion^-.

-Ionische verbindingen genereren, omdat ze een driedimensionale invloed hebben op hun ionen, kristalstructuren die veel warmte-energie vereisen om te smelten. Met andere woorden, ze vertonen hoge smelt- en kookpunten in tegenstelling tot vaste stoffen waarbij covalente bindingen de overhand hebben.

-De meeste verbindingen die interageren met ionische bindingen zijn oplosbaar in water of in polaire oplosmiddelen. Dit komt omdat de oplosmiddelmoleculen de ionen effectief kunnen omringen, waardoor wordt voorkomen dat ze elkaar weer ontmoeten om de aanvankelijke kristallijne rangschikking te vormen.

-De ionische binding is afkomstig van atomen met een grote opening tussen hun elektronegativiteiten: een metaal en een niet-metaal. K is bijvoorbeeld een alkalimetaal, terwijl Cl een halogeen niet-metalen element is.

Hoe is het gevormd?

In de bovenstaande afbeelding vertegenwoordigt A een metaal en een X een niet-metallisch atoom. Om de ionische binding te laten plaatsvinden, moet het verschil in elektronegativiteiten tussen A en X zodanig zijn dat het delen van het elektronpaar van de binding nul is. Dit betekent dat X het elektronenpaar zal houden.

Maar waar komt het elektronische paar vandaan? In wezen van de metaalspecies. Op deze manier dus één van de twee punten van groene kleur is, is een elektron overgedragen van het metaal A naar het niet-metaal X, en deze laatste heeft het extra elektron bijgedragen om het paar te voltooien.

Zo ja, tot welke groepen in het periodiek systeem behoort A of X? Omdat A had een enkele elektronenoverdracht, zeer waarschijnlijk van een metaal uit groep IA alkalimetalen (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) te.

Terwijl X, toen het het valentie-octet bereikte door een elektron toe te voegen, is het een halogeenelement van de VIIA-groep.

Alkalimetalen en halogenen

De alkalimetalen hebben een ns valentieconfiguratie¹. Door dat ene elektron te verliezen en monatomaire ionen te worden M⁺ (Li⁺, na⁺, K⁺, Rb⁺, cs⁺, fr⁺) wordt iso-elektronisch voor het edelgas dat hen voorafgaat.

Halogenen, aan de andere kant, hebben een ns-valentieconfiguratie²np⁵. Om iso-elektronisch te zijn voor het edelgas dat komt, moeten ze een extra elektron aanschaffen om een ​​ns-configuratie te hebben²np⁶, die acht elektronen totaliseert.

Zowel de alkalimetalen als de halogenen profiteren om deze reden van de vorming van de ionische binding, om nog te zwijgen van de energetische stabiliteit die wordt verschaft door de kristallijne rangschikking.

Daarom hebben de ionische verbindingen gevormd door een alkalimetaal en een halogeen altijd een chemische formule van het MX-type.

Alkalische en calcogene metalen

De chalcogenen of de elementen van de VIA-groep (O, S, Se, Te, Po) hebben, in tegenstelling tot halogenen, een configuratie van valentie ns²np⁴. Daarom zijn er twee extra elektronen nodig in plaats van één om te voldoen aan het valentie-octet. Om dit te bereiken met behulp van alkalimetalen, moeten ze een elektron van twee van hen ontvangen.

Waarom? Omdat, bijvoorbeeld, natrium een ​​enkel elektron kan opleveren, Na ∙. Maar als er twee natrium, Na ∙ en Na ∙ zijn, kan de O zijn elektronen ontvangen om het anion O te worden^2-.

Een Lewis-structuur voor de resulterende verbinding zou Na zijn⁺ O^2- na⁺. Merk op dat er voor elke zuurstof twee natriumionen zijn, en daarom is de formule Na₂O.

Dezelfde verklaring kan worden gebruikt voor de andere metalen en ook voor de andere chalcogenen.

De vraag rijst echter: zal de combinatie van al deze elementen afkomstig zijn van een ionische verbinding? Zullen er in elk van hen ionische banden zijn? Hiervoor zou het nodig zijn om de elektronegativiteiten van zowel het metaal M als de chalcogenen te vergelijken. Als ze heel verschillend zijn, dan zullen er ionische bindingen zijn.

Aardalkalimetalen met halogenen en chalcogenen

De aardalkalimetalen (Mr Becamgbara) hebben valentie-configuratie ns². Door hun enige twee elektronen te verliezen, worden ze de M-ionen²⁺ (Be²⁺, mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Ra²⁺). De soorten die hun elektronen accepteren, kunnen echter ook halogenen of chalcogenen zijn.

In het geval van halogenen zijn er twee nodig om een ​​verbinding te vormen, omdat ze afzonderlijk slechts één elektron kunnen accepteren. Aldus zou de verbinding zijn: X^- M²⁺ X^-. X kan een van de halogenen zijn.

En tot slot, voor het geval van de calcogenen, in staat om twee elektronen te accepteren, zou een van hen volstaan ​​om de ionische binding te vormen: M²⁺O^2-.

classificatie

Er is geen classificatie van de ionische binding. Dit kan echter variëren afhankelijk van het covalente karakter. Niet alle banden zijn honderd procent ionisch, maar ze vertonen, hoewel zeer licht, een covalent karakterproduct van een ongemarkeerd elektronegativiteitsverschil.

Dit valt vooral op met de zeer kleine ionen en met hoge ladingen, zoals Be²⁺. De hoge ladingsdichtheid vervormt de elektronenwolk van X (F, Cl, etc.), zodat een binding vereist hoge covalente karakter (dat bekend is als polarisatie).

Dus de BeCl₂ hoewel het ionisch lijkt te zijn, is het in feite een covalente verbinding.

Ionische verbindingen kunnen echter worden geclassificeerd op basis van hun ionen. Als deze bestaan ​​uit eenvoudige elektrisch geladen atomen, spreken we van monatomische ionen; terwijl als het een dragermolecule van een lading is, hetzij positief of negatief, hebben we het over een polyatomair ion (NH₄⁺, NO₃^-, SW₄^2-, etc.).

Gedrag van elektronen in de ionische binding

De elektronen in de ionische binding blijven in de buurt van de kern van het meest elektronegatieve atoom. Omdat dit paar elektronen niet uit X kan ontsnappen^- om covalent te verbinden met A⁺, elektrostatische interacties komen in het spel.

De kationen A⁺ stoot anderen af ​​A⁺, en het gebeurt ook met de X-anionen^- met de anderen. De ionen proberen de afstoting op een minimumwaarde te brengen, op een zodanige manier dat de aantrekkende krachten de overhand hebben over de afstotende krachten; en wanneer ze erin slagen om dit te bereiken, ontstaat de kristallijne rangschikking die beide ionische verbindingen kenmerkt.

In theorie zijn de elektronen opgesloten in de anionen en omdat de anionen gefixeerd blijven in het kristalrooster, is de geleidbaarheid van de zouten in de vaste fase erg laag.

Het neemt echter toe als ze smelten, omdat de ionen vrij kunnen migreren, evenals de elektronen die kunnen stromen, aangetrokken door de positieve ladingen..

Voorbeelden van ionische bindingen

Eén methode om ionische verbindingen te identificeren, is het waarnemen van de aanwezigheid van een metaal en een niet-metaal- of polyatomair anion. Bereken vervolgens met een van de elektronegativiteitsschalen het verschil van deze waarden voor A en X. Als dit verschil groter is dan 1,7, dan is het een verbinding met ionische bindingen..

Voorbeelden hiervan zijn de volgende:

KBr: kaliumbromide

BeF₂: berylliumfluoride

na₂O: natriumoxide

Li₂O: lithiumoxide

K₂O: kaliumoxide

MgO: magnesiumoxide

CaF₂: calciumfluoride

na₂S: natriumsulfide

NaI: natriumjodide

CsF: cesiumfluoride

Ook kunnen ionische verbindingen met polyatomaire ionen aanwezig zijn:

Cu (NO₃)₂: kopernitraat (II)

NH₄Cl: ammoniumchloride

CH₃COONa: natriumacetaat

Sr₃(PO₄)₂: strontiumfosfaat

CH₃COONH₄: ammoniumacetaat

LiOH: lithiumhydroxide

KMnO₄: kaliumpermanganaat

referenties

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemie. (8e druk). CENGAGE Leren, p 251-258.
2. Chemie LibreTexts. Ionische en covalente obligaties. Genomen uit: chem.libretexts.org
3. Chemistry 301. (2014). Ionische binding. Genomen uit: ch301.cm.utexas.edu
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (16 augustus 2017. Voorbeelden van Ionic Bonds en Compounds.) Genomen uit: thoughtco.com
5. TutorVista. (2018). Ionische binding. Genomen uit: chemistry.tutorvista.com
6. Chris P. Schaller, Ph.D. IM7. Welke obligaties zijn ionisch en welke covalent zijn? Overgenomen uit: employees.csbsju.edu