Legame ionico: esempi di composti

Come risultato dell'attrazione elettrostatica reciproca tra molecole e atomi di elementi chimici, può verificarsi un legame ionico. Esempi di tali composti possono essere osservati in varie reazioni di batterie galvaniche, anche semplici sale ha un composto di questo tipo. Di cosa si tratta legame ionico Come si differenzia da covalente, descritto in questo articolo.

Ioni semplici e complessi

Sia i singoli atomi che i loro vari composti sono coinvolti nel legame ionico. Tutti i partecipanti di tale connessione hanno carica elettrica e tenuti insieme a causa di forze elettrostatiche. Ci sono ioni semplici, come Na ⁺ , K ⁺ , che sono cationi; F ^- , Cl ^- - relativo agli anioni. Inoltre, ci sono ioni complessi composti da due o più atomi. Esempi di legame ionico chimico basato su ioni complessi sono OH ^- , anioni, NO ₃ ^- , catione NH ₄ ⁺ . Gli ioni semplici con carica positiva sono formati da atomi con un basso potenziale di ionizzazione - di solito questi sono metalli dei sottogruppi principali dei gruppi I - II. Gli ioni semplici con carica negativa sono, nella maggior parte dei casi, tipici non metallici.

Legame covalente e ionico

Esempi di sistemi creati da due particelle con cariche elettriche opposte mostrano che in tal caso si verifica sempre un campo elettrico. Ciò significa che gli ioni elettricamente attivi possono anche attrarre altri ioni in direzioni diverse. A causa delle forze di attrazione elettrica e c'è un legame ionico. Esempi di tali composti mostrano due differenze fondamentali tra i legami ionici e covalenti.

1. Il campo elettrico dello ione diminuisce con la distanza in qualsiasi direzione. Pertanto, il grado di interazione tra gli ioni non dipende da come questi ioni si trovano nello spazio. Da queste osservazioni, possiamo concludere che il legame ionico è scalare, cioè non ha direzionalità.
2. Due ioni con cariche diverse si attraggono non solo l'un l'altro, ma anche ioni carichi vicini: un diverso numero di particelle cariche di segno opposto può unirsi a un certo ione. Questa è un'altra differenza tra i legami covalenti e quelli ionici: il secondo non ha saturabilità. Il numero di ioni collegati è determinato dalle dimensioni lineari delle particelle cariche, nonché dal principio secondo cui le forze attrattive degli ioni di cariche opposte dovrebbero prevalere sulle forze repulsive che agiscono tra particelle egualmente cariche.

associazione

Poiché la saturazione e la direzionalità degli ioni sono assenti, tendono a combinarsi tra loro in varie combinazioni. Questa proprietà scienziati chiamato associazione. A temperature elevate, l'associazione è piccola: energia cinetica le molecole e gli ioni sono piuttosto alti, e allo stato gassoso le sostanze con un tipo di legame ionico sono sotto forma di singole molecole. Ma le medie e le basse temperature rendono possibile la formazione di vari composti strutturali, la cui formazione è responsabile del tipo ionico di legame. Esempi della struttura delle sostanze allo stato liquido e solido sono mostrati nelle figure.

Come puoi vedere, il legame ionico crea reticolo cristallino in cui ogni elemento è circondato da ioni con il segno opposto di carica. Inoltre, una tale sostanza ha le stesse caratteristiche in diverse direzioni.

polarizzazione

Come sapete, quando un elettrone è collegato ad un atomo non metallico, viene rilasciata una certa quantità di energia. Tuttavia, l'attaccamento del secondo elettrone richiede già energia, quindi la formazione di semplici anioni carichi multipli diventa energeticamente non redditizia. Tuttavia, elementi come SO ₄ ^2- , CO ₃ ^2- mostrano che ioni negativi complessi a carica multipla possono essere energeticamente stabili, poiché gli elettroni nel composto sono distribuiti in modo tale che la carica di ciascun atomo non è superiore alla carica dell'elettrone stesso. Tali regole sono dettate dal legame ionico standard.

Esempi di elementi tipici che si verificano ad ogni passo (NaCl, CsF) non mostrano la completa separazione di cariche positive e negative. Ad esempio, in un cristallo di sale, la carica negativa effettiva sarà solo di circa il 93% della carica totale di un elettrone. Questo effetto è osservato in altri composti. Questa separazione di carica incompleta è chiamata polarizzazione.

Cause di polarizzazione

La causa della polarizzazione è sempre un campo elettrico. Lo strato esterno di elettroni subisce il maggiore spostamento durante la polarizzazione. Tuttavia, va notato che diversi ioni hanno polarizzabilità diversa: più debole è l'accoppiamento dell'elettrone esterno con il nucleo, più l'intero ione si polarizza e più si deforma la nuvola di elettroni.

La polarizzazione degli ioni ha un effetto noto sui composti che formano un legame ionico. Esempi di reazioni chimiche mostrano che lo ione idrogeno H ⁺ ha il più grande effetto polarizzante, poiché ha la dimensione più piccola e la completa assenza di una nuvola di elettroni.