Joniska bindningsegenskaper, hur det bildas, klassificering och exempel

den jonbindning är det där det inte finns någon rättvis delning av ett par elektroner mellan två atomer. När detta händer, förvärvar en av arten, den minst elektronegegativa, en positiv elektrisk laddning, medan de mer elektronegativa arterna hamnar med en negativ elektrisk laddning..

Om A är arten elektropositiv, och X det elektronegativa, då när jonbindningen bildas mellan dem omvandlas de till jonerna A⁺ och X^-. EN⁺ det är den positivt laddade arten, som kallas katjon; och X^- är den negativt laddade arten, anjonen.

Den övre bilden visar en allmän jonbindning för vilken som helst två arter A och X. De blå parenteserna indikerar att det inte finns någon tydligt kovalent bindning mellan A och X; Med andra ord finns det ingen A-X närvaro.

Observera att A⁺ saknar valenselektroner, medan X^- Det är omgivet av åtta elektroner, det vill säga det överensstämmer med oktetsregeln enligt valensbindningsteorin (TEV) och är också isoelektronisk till ädelgasen under motsvarande period (He, Ne, Ar, etc.).

Av de åtta elektronerna är två av dem gröna. För vilket ändamål skiljer det sig från resten av de blå punkterna? Att betona att det gröna paret faktiskt är de elektroner som ska delas i A-X-bindningen om det var kovalent i naturen. Faktum som inte händer i jonlänken.

A och X interagerar genom elektrostatiska attraktionskrafter (Coulombs lag). Detta skiljer jonföreningar från kovalenta sådana i många av deras fysikaliska egenskaper, såsom smältning och kokpunkt.

index

• 1 Egenskaper hos jonbindningen
• 2 Hur bildas det?
  • 2.1 Alkaliska och halogenmetaller
  • 2.2 Alkaliska och kalcogena metaller
  • 2.3 Alkaliska jordmetaller med halogener och kalkogener
• 3 klassificering
• 4 Beteende av elektronerna i jonbindningen
• 5 Exempel på jonbindningar
• 6 referenser

Egenskaper hos jonbindningen

-Jonbindningarna är inte riktiga, det vill säga de utövar en tredimensionell kraft som kan skapa ett kristallint arrangemang, såsom kaliumkloriden observerad i bilden ovan.

-De kemiska formlerna som innefattar de joniska föreningarna anger andelen av joner och inte deras bindningar. Så, KCl betyder att det finns en K katjon⁺ för varje Cl anjon^-.

-Joniska bindningar, eftersom de har ett tredimensionellt inflytande på deras joner, alstrar kristallstrukturer som kräver mycket värmeenergi att smälta. Med andra ord uppvisar de högsmältande och kokande punkter i motsats till fasta ämnen där kovalenta bindningar dominerar.

-De flesta föreningar som interagerar med jonbindningar är lösliga i vatten eller i polära lösningsmedel. Detta beror på att lösningsmedelsmolekylerna effektivt kan omge jonerna, förhindra att de möts igen för att bilda det ursprungliga kristallina arrangemanget.

-Jonbindningen härstammar mellan atomer med ett stort gap mellan deras elektronegativiteter: en metall och en icke-metall. K är exempelvis en alkalimetall, medan Cl är ett halogen, icke-metalliskt element.

Hur bildas det?

I bilden ovan representerar A en metall och X är en icke-metallisk atom. För att jonbindningen ska uppträda måste skillnaden mellan elektronegativiteter mellan A och X vara sådan att bindning av elektronparet i bindningen är noll. Det betyder att X kommer att hålla elektronparet.

Men var kommer det elektroniska paret från? I huvudsak av metallart. På så sätt är en av de två punkterna med grön färg en elektron överförd från metallen A till icke-metall X, och den senare bidrog till ytterligare elektronen för att slutföra paret.

Om så är fallet, till vilka grupper i det periodiska bordet hör A eller X? Eftersom A var tvungen att överföra en enda elektron, är det mycket troligt att det är en metall i grupp IA: alkalimetallerna (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr).

Medan X, då det nådde valensoktet genom att lägga till en elektron, är det ett halogenelement i VIIA-gruppen.

Alkalimetaller och halogener

Alkalimetallerna har ns valens konfiguration¹. Genom att förlora den enda elektronen och bli monatomiska joner M⁺ (Li⁺, na⁺, K⁺, Rb⁺, cs⁺, Fr⁺) blir isoelektronisk till den ädelgas som föregår dem.

Halogener har å andra sidan ns valens konfiguration²np⁵. För att vara isoelektronisk för den ädelgas som kommer måste de förvärva en ytterligare elektron för att ha en ns-konfiguration²np⁶, vilket uppgår till åtta elektroner.

Både alkalimetaller och halogener gynnas bildningen av jonbindning av detta skäl, för att inte tala energistabilitet som ges av den kristallina arrangemanget.

Därför har de jonföreningar som bildas av en alkalimetall och en halogen alltid en kemisk formel av MX-typen.

Alkaliska och kalcogena metaller

Kalkogenen elementen eller grupp VIA (O, S, Se, Te, Po) har till skillnad från halogener konfigurationsvalens ns²np⁴. Därför krävs det två ytterligare elektroner istället för att följa valensoktet. För att uppnå detta med hjälp av alkalimetaller måste de få en elektron från två av dem.

Varför? Eftersom natrium exempelvis kan ge en enda elektron, Na ∙. Men om det finns två natrium, Na ∙ och Na ∙, kan O få sina elektroner för att bli anjonen O^2-.

En Lewis-struktur för den resulterande föreningen skulle vara Na⁺ O^2- na⁺. Observera att för varje syre finns två natriumjoner, och därför är formeln Na₂O.

Samma förklaring kan användas för de andra metallerna och även för de andra kalkogenerna.

Emellertid uppstår frågan: kommer kombinationen av alla dessa element från en jonförening? Kommer det att finnas jonbindningar i alla dem? För detta skulle det vara nödvändigt att jämföra elektronegativiteterna hos både metallen M och kalkogenerna. Om de är mycket annorlunda kommer det att finnas jonbindningar.

Alkaliska jordmetaller med halogener och kalkogener

Jordalkalimetallerna (Mr Becamgbara) har valens konfiguration ns². Genom att förlora sina enda två elektroner blir de M ionerna²⁺ (Var²⁺, mg²⁺, Ca²⁺, sr²⁺, Ba²⁺, Ra²⁺). De arter som accepterar sina elektroner kan dock vara halogener eller kalcogener.

I fallet med halogener behövs två av dem för att bilda en förening, eftersom de individuellt endast kan acceptera en elektron. Således skulle föreningen vara: X^- M²⁺ X^-. X kan vara vilken som helst av halogenerna.

Och slutligen, för fallet med kalcogenerna, att kunna acceptera två elektroner, skulle en av dem vara tillräcklig för att bilda jonbindningen: M²⁺O^2-.

klassificering

Det finns ingen klassificering av jonbindningen. Detta kan emellertid variera beroende på den kovalenta karaktären. Inte alla bindningar är hundra procent joniska, men de uppvisar, även om det är mycket lätt, en kovalent karaktärsprodukt av en omärkt elektronegativitetsskillnad.

Detta är märkbart framför allt med de mycket små joner och med höga avgifter, såsom Be²⁺. Dess höga laddningstäthet deformerar det elektroniska molnet X (F, Cl etc.), på ett sådant sätt att det tvingar det att bilda ett band med hög kovalent karaktär (vad som är känt som polarisation).

Så, BeCl₂ även om det verkar vara joniskt, är det faktiskt en kovalent förening.

Emellertid kan jonföreningar klassificeras enligt deras joner. Om dessa består av enkla elektriskt laddade atomer, talar vi om monatomiska joner; medan om det är en bärarmolekyl av en laddning, vare sig positiv eller negativ, talar vi om en polyatomisk jon (NH₄⁺, NEJ₃^-, SW₄^2-, etc.).

Beteende av elektroner i jonbindningen

Elektronerna i jonbindningen förblir i närheten av kärnan i den mest elektronegativa atomen. Eftersom detta elektronpar inte kan fly från X^- att länka kovalent med A⁺, elektrostatiska interaktioner spelas in.

Kationerna A⁺ avvisa andra a⁺, och det händer också med X-anjonerna^- med de andra. Jonerna försöker att jämna avstängningarna till ett minimivärde, på ett sådant sätt att de attraktiva krafterna dominerar över repulsiva krafter. och när de lyckas uppnå det uppstår det kristallina arrangemang som karakteriserar både jonföreningarna.

I teorin är elektronerna inramade i anjonerna, och eftersom anjonerna förblir fixerade i kristallgitteret är konduktiviteten hos salterna i den fasta fasen mycket låg.

Det ökar emellertid när de smälter, eftersom jonerna kan migrera fritt såväl som de elektroner som kan flöda lockas av de positiva laddningarna.

Exempel på jonbindningar

En metod för att identifiera joniska föreningar är att observera närvaron av en metall och en icke-metallisk eller polyatomisk anjon. Beräkna sedan med någon av elektronegativitetsskalorna skillnaden mellan dessa värden för A och X. Om denna skillnad är större än 1,7, är den en förening med jonbindningar..

Exempel på dessa är följande:

KBr: kaliumbromid

BEF₂: berylliumfluorid

na₂O: natriumoxid

Li₂O: litiumoxid

K₂O: kaliumoxid

MgO: magnesiumoxid

CaF₂: kalciumfluorid

na₂S: natriumsulfid

NaI: natriumjodid

CsF: cesiumfluorid

Joniska föreningar med polyatomiska joner kan också vara närvarande:

Cu (NO₃)₂: kopparnitrat (II)

NH₄Cl: ammoniumklorid

CH₃COONa: natriumacetat

sr₃(PO₄)₂: strontiumfosfat

CH₃COONH₄: ammoniumacetat

LiOH: litiumhydroxid

KMnO₄: kaliumpermanganat

referenser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemi. (8: e upplagan). CENGAGE Learning, s 251-258.
2. Kemi LibreTexts. Joniska och kovalenta bindningar. Hämtad från: chem.libretexts.org
3. Kemi 301. (2014). Jonisk bindning. Hämtad från: ch301.cm.utexas.edu
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (16 augusti 2017. Exempel på joniska bindemedel och föreningar.) Hämtad från: thoughtco.com
5. TutorVista. (2018). Jonisk bindning. Hämtad från: chemistry.tutorvista.com
6. Chris P. Schaller, Ph.D. IM7. Vilka bindningar är joniska och vilka är kovalenta? Hämtad från: employees.csbsju.edu