Какого их физические свойства ионной связи

Какого их физические свойства ионной связи thumbnail

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

НазваниеФормулаПрименение и свойства
Бромид серебраAgBrИонная связь в молекуле разрывается под воздействием фотонов (фотолиз), что широко применяется в фотографии и оптике.
ХлорводородHClКак 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 кальцияCaOНегашеная известь. Широко применяется при производстве кирпича.
Фторид натрияNaFПрименяется для укрепления зубной эмали, в производстве керамики.

Тест по теме «Ионная связь»

Источник

Ионная химическая связь: свойства и механизм образования

Ключевая информация

В химической науке существует четыре основных типа связи — ковалентная, ионная, металлическая и водородная. Металлическая возникает между элементами-металлами, водородная — между молекулами, состоящими из водорода и атомов с высокой электроотрицательностью (азотом, кислородом, фтором).

Ковалентная связь

Самые разнообразные соединения относятся к ковалентной и ионной связям, которые представляют по своему составу смешанный тип. Для ионной связи ковалентная в определенном смысле выполняет материнскую функцию.

Наиболее частым и распространенным видом химической связи считается именно ковалентная. Это соединение, в процессе формирования которого обобществляется (перекрывается) пара валентных электронных облаков. Количество таких связей, образованных атомом элемента, — это показатель ковалентности.

Ковалентная связь бывает двух типов — неполярная и полярная. Определяющими факторами для типа связи служат значения электроотрицательности взаимодействующих атомов химических элементов. Если эти показатели у атомов:

Неполярная и полярная ковалентная связь

  • равны или примерно равны (разница между значениями по шкале Полинга — до 0,4) — это ковалентная неполярная связь (общая электронная пара не смещается ни к одному из атомов);
  • отличаются, но не сильно (разница от 0,4 до 1,7) — это ковалентная полярная связь (электронная пара смещается к одному из участвующих атомов);
  • отличаются сильно (разница более 1,7) — это ионная связь (один или несколько электронов не просто смещаются, а почти полностью переходят к другому атому, причем всегда к тому, у которого значение электроотрицательности больше, при этом оба атома-участника превращаются в ионы).

Электростатическое притяжение частиц в ионной связи очень сильное. Эта особенность обусловливает высокие температуры плавления и кипения для веществ с такой связью. Однако стопроцентного ионного соединения не существует. Электронная пара не переходит к более электроотрицательному атому полностью. В качестве яркого примера наиболее сильного смещения электронов стоит привести фторид цезия CsF. Так называемая «степень ионности» в этом соединении достигает 97%.

Заряды частиц и их классификация

По определению ионная химическая связь — это соединение ионов с разным зарядом (положительным и отрицательным). Это частный случай ковалентной полярной связи или, иначе говоря, крайний случай поляризации.

Положительно заряженные ионы называются катионами. Примеры: K+ (ион калия), Fe 2 + (ион железа) и так далее. Катионы образуются в результате отдачи (потери) атомом одного электрона или нескольких. У них положительный заряд ядра превышает число отрицательно заряженных электронов.

Ионная химическая связь

Отрицательно заряженные ионы — это анионы. Примеры: Cl- (хлорид-ион), N 3 — (нитрид-ион) и так далее. Образование анионов происходит в результате получения (приобретения) атомом электрона (или электронов). У них ядерный заряд уступает количеству электронов.

Читайте также:  Что такое магнитное поле и какие у него свойства

По значению заряда ионы классифицируются на соответствующие категории (в скобках приведены примеры ионов, входящих в группу):

  • однозарядную (K+, Cl- и так далее);
  • двухзарядную (Ca2 +, O2 — и прочие);
  • трехзарядную (Al3 + и другие).

Одна из особенностей связи разноименных ионов — при их взаимодействии друг с другом их заряды полностью разделяются. Это связано с большой разностью электроотрицательностей атомов в паре.

Процесс взаимодействия

В отличие от металлической связи, где соединение образуется парой элементов-металлов, в процессе образования ионного соединения в качестве участников выступают атомы металлов и неметаллов. Типичные металлы охотно делятся электронами, а типичные неметаллы не менее охотно их принимают. Отдающий атом называется донорным, а принимающий — акцепторным.

При возникновении соединения атом неметалла забирает электроны на свой внешний энергетический уровень, достраивая его таким методом. В результате он приобретает устойчивую конфигурацию из восьми электронов (согласно правилу октета). То есть суть механизма образования ионной связи заключается в следующем: после взаимного притяжения друг к другу противоположно заряженные ионы образуют стабильное соединение.

Электроотрицательность атома химического элемента

Атомы с почти полной или почти пустой внешней (валентной) оболочкой вступают в химические реакции максимально охотно. Заполненность этого слоя играет ключевую роль в электронном обмене. Малое количество пустых орбиталей на внешней оболочке повышает шансы атома на получение электронов извне. А мизерное количество электронов, расположенных на валентной оболочке, напротив, увеличивает вероятность отдачи атомом электрона.

Электроотрицательность атома химического элемента выражается в его способности к притяжению электронов к своему внешнему слою. Именно поэтому чем полнее заполнена валентная оболочка атома, тем больше значение его электроотрицательности. Показатели электроотрицательности связаны с расположением элементов в периодической таблице Менделеева — чем дальше они находятся друг от друга (расстояние оценивают в основном по группе), тем больше разница между показателями. По этой причине ионные соединения особенно характерны для металлов и неметаллов, расположенных в системе наиболее удаленно (например, в I и VII группах).

Помимо простой связи ионов, стоит особо отметить ее молекулярную разновидность. Главная особенность такого соединения заключается в том, что в качестве ионов в ней выступают целые молекулы, а не отдельные атомы, как в обычной связи.

Примеры возникновения

Подробно рассмотреть, как взаимодействие атомов с разноименными зарядами приводит к образованию связи ионов, стоит на нескольких простых примерах.

Примеры возникновения ионной связи

Первый пример — общее описание механизма возникновения. Для этого подойдет химическая реакция формирования такого соединения, как хлорид натрия или, проще говоря, поваренная соль. В процессе участвуют атомы щелочного металла (натрий Na) и галогена (хлор Cl). У первого на внешнем энергетическом уровне находится один электрон, а у второго — семь, то есть ему как раз нужен один электрон для завершения своего внешнего слоя.

Единственный валентный электрон атома металла имеет слабую связь с его ядром, поэтому Na легко отдает эту частицу. В результате у него освобождается место на внешнем энергетическом уровне. Таким образом оба участника соединения получили полностью заполненные внешние оболочки. После отдачи электрона атом металла превращается в катион натрия Na+, а принявший этот электрон атом неметалла преображается в хлорид-ион Cl-. Образовавшиеся ионы притягиваются друг к другу — возникает ионное соединение.

Схема процесса превращения атомов натрия и хлора в ионы соответствующих элементов и образование ими ионного соединения выглядит следующим образом (скобками отмечены электронные слои строения атома): Na0 )2e)8e)1e + Cl0 )2e)8e)7e = [Na+)2e)8e] + [Cl-)2e)8e)8e] = [Na+)2e)8e][Cl-)2e)8e)8e]. Этот же процесс в виде формулы выглядит так: Na0 + Cl0 = Na+ + Cl- = Na+Cl-

Таким образом, формула вещества с ионной связью (в приведенном примере это поваренная соль) имеет следующий вид: Na+Cl- (то есть один участник в ходе взаимодействия приобретает положительный заряд, а другой, наоборот, отрицательный). Ионные вещества всегда имеют сложный состав — они не состоят из одного элемента. Это соединение характерно для следующих веществ:

  • солей;
  • щелочей;
  • оксидов некоторых металлов.

Они обладают кристаллическими решетками ионного типа.

Что касается элементов, то для примера ионной связи натрий — один из самых подходящих элементов периодической таблицы Менделеева. Это связано с его низкой электроотрицательностью и наличием на внешней оболочке единственного электрона. Второй пример формирования ионного соединения также будет с натрием. Рассматриваемое вещество — фторид натрия. Участники процесса — натрий Na и фтор F.

Пример ионной связи натрия

По наиболее важным для изучаемого процесса характеристикам фтор схож с хлором — у него высокая электроотрицательность и семь электронов на внешнем слое. Поэтому он также очень подходит для рассмотрения эталонной связи ионов.

Фторид натрия образуется в результате окислительно-восстановительной реакции между атомами натрия и фтора. Металл отдает свой внешний электрон неметаллу. Последняя внешняя орбиталь атома фтора заполняется, валентный слой натрия освобождается. Оба атома, превращаясь в ионы с разноименными зарядами, приобретают стабильную электронную конфигурацию. Затем между ними возникает электростатическое притяжение, в результате чего они образуют ионное соединение.

Особенности связи

Особенности ионной связи

Для соединений ионов характерна кристаллическая структура. Яркий пример типичной формы таких веществ — это поваренная соль NaCl.

Эти соединения очень прочные — настолько, что их крайне проблематично разрушить посредством тепловой энергии. Однако из-за довольно низкого радиуса ионного взаимодействия эти соединения получили такую незавидную характеристику, как ломкость. Что касается энергии самой связи, то она прямо пропорциональна кратности соединения, то есть числу общих электронных пар.

Соединения ионов отлично растворяются в полярных растворителях — воде, кислотах и прочих. Эта особенность обусловлена заряженностью частей молекулы. Помимо растворимости, ионные соединения обладают такими характеристиками:

Особенности ионной химической связи

  • прочность;
  • длина;
  • поляризуемость;
  • полярность;
  • ненасыщаемость;
  • ненаправленность.

Два последних характерных свойства ионной связи отличают ее от прочих видов химических соединений. Эти особенности обусловливают факт тяготения кристаллов ионных веществ к различным плотнейшим упаковкам соответствующих ионов.

Источник

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 21 октября 2016; проверки требуют 29 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.

Читайте также:  При каком условии резонансные свойства системы проявляются отчетливо

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

Введение понятия ковалентной полярной связи

Тема се­го­дняш­не­го урока «Ко­ва­лент­ная по­ляр­ная связь». На про­шлом уроке вы по­зна­ко­ми­лись с мо­де­лью хи­ми­че­ской связи, ко­то­рая ре­а­ли­зу­ет­ся в про­стых ве­ще­ствах-неме­тал­лах. Такой вид связи на­зы­ва­ет­ся «ко­ва­лент­ная непо­ляр­ная связь».

Се­год­ня вы узна­е­те о дру­гом виде ко­ва­лент­ной связи, ко­то­рая об­ра­зу­ет мо­ле­ку­лы слож­ных ве­ществ.

Ковалентная полярная связь в молекуле хлороводорода

Рис. 1. Об­ра­зо­ва­ние мо­ле­ку­лы хло­ро­во­до­ро­да

Зная, что ко­ва­лент­ная связь об­ра­зу­ет­ся за счет общих элек­трон­ных пар, изоб­ра­зим мо­дель мо­ле­ку­лы хло­ро­во­до­ро­да. Атом во­до­ро­да имеет на внеш­нем элек­трон­ном слое всего один элек­трон. Атом хлора – семь элек­тро­нов. Эти атомы при­об­ре­тут энер­ге­ти­че­ски вы­год­ное со­сто­я­ние, если атому во­до­ро­да будет при­над­ле­жать два элек­тро­на, а атому хлора – во­семь. Такое воз­мож­но при об­ра­зо­ва­нии одной общей элек­трон­ной пары.

Связь, об­ра­зу­ю­ща­я­ся между во­до­ро­дом и хло­ром, в мо­ле­ку­ле хло­ро­во­до­ро­да от­ли­ча­ет­ся от той хи­ми­че­ской связи, ко­то­рая ре­а­ли­зу­ет­ся в мо­ле­ку­лах про­стых ве­ществ во­до­ро­да и хлора. Это под­твер­жда­ют экс­пе­ри­мен­таль­ные дан­ные. На­при­мер: атом во­до­ро­да в мо­ле­ку­ле HCl, может за­ме­щать­ся на атомы ме­тал­ла, а рас­твор хло­ро­во­до­ро­да в воде про­во­дит элек­три­че­ский ток.

2HCl+Zn=ZnCl2+H2↑

Элек­тро­от­ри­ца­тель­ность

Атомы раз­ных хи­ми­че­ских эле­мен­тов об­ла­да­ют раз­лич­ной спо­соб­но­стью при­тя­ги­вать к себе элек­тро­ны.

Шкала электроотрицательности

Спо­соб­ность атома от­тя­ги­вать к себе элек­тро­ны, участ­ву­ю­щие в об­ра­зо­ва­нии связи, на­зы­ва­ет­ся элек­тро­от­ри­ца­тель­ностью.

Рис. 2. Шкала от­но­си­тель­ной элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти эле­мен­тов

Лай­нус По­линг пред­ло­жил шкалу зна­че­ний от­но­си­тель­ной элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти, при­няв элек­тро­от­ри­ца­тель­ность лития за еди­ни­цу.

При этом он срав­ни­вал элек­тро­от­ри­ца­тель­ность осталь­ных ато­мов в хи­ми­че­ских эле­мен­тах с элек­тро­от­ри­ца­тель­но­стью лития. Мак­си­маль­ную элек­тро­от­ри­ца­тель­ностьимеет атом фтора, ее зна­че­ние равно 4.

В со­от­вет­ствии с этой шка­лой, от­но­си­тель­ная элек­тро­от­ри­ца­тель­ность во­до­ро­да мень­ше, чем зна­че­ние от­но­си­тель­нойэлек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти хлора.

Рис. 3. Ча­стич­ные за­ря­ды ато­мов в мо­ле­ку­ле хло­ро­во­до­ро­да

Зна­чит, общая элек­трон­ная пара, и элек­трон­ная плот­ность будут сме­ще­ны к атому хлора. Об­ра­ти­те вни­ма­ние на то, что нет пол­но­го пе­ре­хо­да элек­тро­на от атома во­до­ро­да к атому хлора, а лишь сме­ща­ет­ся элек­трон­ная плот­ность в сто­ро­нуболее элек­тро­от­ри­ца­тель­но­го эле­мен­та.

Таким об­ра­зом, на ато­мах этих эле­мен­тов об­ра­зу­ют­ся ча­стич­ные за­ря­ды, ко­то­рые обо­зна­ча­ют­ся гре­че­ской бук­вой «δ». На атоме во­до­ро­да δ+, на атоме хлора δ-.Рис.3.

Ковалентная полярная связь в молекулах

Хи­ми­че­скую связь, об­ра­зо­ван­ную эле­мен­та­ми-неме­тал­ла­ми с раз­ной элек­тро­от­ри­ца­тель­но­стью, на­зы­ва­ют ко­ва­лент­ной по­ляр­ной свя­зью.

Те­перь, зная мо­дель хи­ми­че­ской связи в мо­ле­ку­ле хло­ро­во­до­ро­да, мы можем объ­яс­нить, по­че­му рас­твор хло­ро­во­до­ро­да в воде ста­но­вит­ся элек­тро­про­вод­ным. От­ку­да там бе­рут­ся за­ря­жен­ные ча­сти­цы? Дело в том, что под дей­стви­ем мо­ле­кул воды об­ра­зу­ют­ся не ча­стич­ные, а це­ло­чис­лен­ные за­ря­ды на ато­мах H и Cl. Таким об­ра­зом, в рас­твор пе­ре­хо­дят за­ря­жен­ные ча­сти­цы – ионы, и такой рас­твор спо­со­бен про­во­дить элек­три­че­ский ток.

Читайте также:  Какое свойство относится к свойству алгоритма

Между ато­ма­ми неме­тал­лов об­ра­зу­ет­ся ко­ва­лент­ная связь. Ко­ва­лент­ная непо­ляр­ная связь об­ра­зу­ет­ся между ато­ма­ми од­но­го хи­ми­че­ско­го эле­мен­та. Ко­ва­лент­ная по­ляр­ная связь об­ра­зу­ет­ся между раз­лич­ны­ми ато­ма­ми неме­тал­лов. При об­ра­зо­ва­нии ко­ва­лент­ной по­ляр­ной связи общие элек­трон­ной пары сме­ща­ют­ся в сто­ро­ну наи­бо­лее элек­тро­от­ри­ца­тель­но­го эле­мен­та.

Под­ве­де­ние итога урока

Вы рас­смот­ре­ли мо­дель об­ра­зо­ва­ния ко­ва­лент­ной по­ляр­ной связи в мо­ле­ку­лах слож­ных ве­ществ. На сле­ду­ю­щем уроке вы узна­е­те, как из­ме­ня­ют­ся зна­че­ния от­но­си­тель­ной элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти эле­мен­тов в глав­ных под­груп­пах и пе­ри­о­дах.

Тема: Хи­ми­че­ская связь. Элек­тро­ли­ти­че­ская дис­со­ци­а­ция

Урок: Ион­ная связь

Валентность

Лишь немно­гие хи­ми­че­ские эле­мен­ты могут су­ще­ство­вать в ин­ди­ви­ду­аль­ном виде в виде газов. Эти эле­мен­ты на­зы­ва­ют­ся инерт­ны­ми га­за­ми. Осталь­ные хи­ми­че­ские эле­мен­ты будут вза­и­мо­дей­ство­вать друг с дру­гом или с дру­ги­ми ато­ма­ми, об­ра­зуя со­еди­не­ния. При­чи­ной об­ра­зо­ва­ния этих хи­ми­че­ских со­еди­не­ний яв­ля­ет­ся хи­ми­че­ская связь. Хи­ми­че­ская связь обу­слов­ле­на элек­тро­ста­ти­че­ским вза­и­мо­дей­стви­ем за­ря­жен­ных ча­стей атома: ядра и элек­трон­ной обо­лоч­ки. До­ка­за­но, что в об­ра­зо­ва­нии хи­ми­че­ской связи при­ни­ма­ют уча­стие элек­тро­ны внеш­ней элек­трон­ной обо­лоч­ки. Такие элек­тро­ны на­зы­ва­ют­ся ва­лент­ны­ми.

Спо­соб­ность атома к об­ра­зо­ва­нию хи­ми­че­ской связи на­зы­ва­ет­ся ва­лент­но­стью.

Элек­тро­ны в ато­мах рас­по­ла­га­ют­ся на энер­ге­ти­че­ских уров­нях. Пол­но­стью за­пол­нен­ным энер­ге­ти­че­ским уров­нем об­ла­да­ют элек­тро­ны VIII-А груп­пы – бла­го­род­ные или инерт­ные газы. Учи­ты­вая хи­ми­че­скую пас­сив­ность инерт­ных газов и стро­е­ние ато­мов со­от­вет­ству­ю­щих эле­мен­тов, при­хо­дим к та­ко­му вы­во­ду: внеш­няя 8-элек­тро­на­ая обо­лоч­ка яв­ля­ет­ся для атома вы­год­ной и устой­чи­вой. Её часто на­зы­ва­ют элек­трон­ным ок­те­том. По­сколь­ку элек­трон­ная кон­фи­гу­ра­ция бла­го­род­но­го газа очень устой­чи­ва, (ns2np6) то до­стичь её стре­мят­ся атомы дру­гих эле­мен­тов. Сде­лать это они могут, отдав элек­тро­ны, при­няв или обоб­ще­ствив свои элек­тро­ны с элек­тро­на­ми дру­гих ато­мов.

Спо­со­бы об­ра­зо­ва­ния хи­ми­че­ской связи раз­лич­ны, по­это­му и вы­де­ля­ют несколь­ко типов хи­ми­че­ской связи:

– Ко­ва­лент­ная связь;

– Во­до­род­ная связь;

– Ме­тал­ли­че­ская связь;

– Ион­ная связь.

Каж­дый хи­ми­че­ский эле­мент об­ла­да­ет своей спо­соб­но­стью при­тя­ги­вать к себе внеш­ние, чужие элек­тро­ны.

Электроотрицательность

Спо­соб­ность атома при­тя­ги­вать к себе элек­тро­ны на­зы­ва­ет­сяэлек­тро­от­ри­ца­тель­но­стью.

Рис. 1. Шкала По­лин­га

Элек­тро­от­ри­ца­тель­ность нель­зя вы­ра­зить в еди­ни­цах любых фи­зи­че­ских ве­ли­чин. По­это­му было раз­ра­бо­та­но несколь­ко шкал от­но­си­тель­ной элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти. Наи­боль­шее при­зна­ние по­лу­чи­ла шкала элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти, раз­ра­бо­тан­ная Л.К. По­лин­гом. Рис.1. Л.К. По­линг один из из­вест­ней­ших уче­ных XX- века. Он один из немно­гих, два­жды но­бе­лев­ский ла­у­ре­ат. В 1954 году ему была вру­че­на Но­бе­лев­ская пре­мия по химии с фор­му­ли­ров­кой « За изу­че­ние при­ро­ды хи­ми­че­ской связи и его при­ме­не­ния к струк­ту­ре слож­ных мо­ле­кул»

Чем мень­ше элек­тро­нов тре­бу­ет­ся атому для за­вер­ше­ния внеш­не­го элек­трон­но­го уров­ня, тем боль­шим зна­че­ни­ем элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти он об­ла­да­ет. На­при­мер, если срав­нить хлор и серу, то боль­шим зна­че­ни­ем элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти будет об­ла­дать хлор. Ему до до­сти­же­ния ок­те­та элек­тро­нов тре­бу­ет­ся всего 1 элек­трон, а атому серы – 2.Рис.2.

Рис. 2. Элек­трон­ная кон­фи­гу­ра­ция внеш­не­го слоя

В пе­ри­о­деэлек­тро­от­ри­ца­тель­ность будет воз­рас­татьслева на­пра­во.

Если же рас­смат­ри­вать эле­мен­ты одной груп­пы, ко­то­рые имеют на внеш­нем слое оди­на­ко­вое ко­ли­че­ство элек­тро­нов, то боль­шим зна­че­ни­ем элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти будет об­ла­дать тот эле­мент, у ко­то­ро­го мень­ше ра­ди­ус. Т.е. тот, ко­то­рый на­хо­дит­ся выше по груп­пе. Срав­ни­вая фтор и хлор можно с уве­рен­но­стью ска­зать, что фтор 9F …2s22p5об­ла­да­ет боль­шей элек­тро­от­ри­ца­тель­но­стью, чем хлор 17Cl…3s23p5 .

Фтор самый элек­тро­от­ри­ца­тель­ный эле­мент. Наи­мень­шим зна­че­ни­ем элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти об­ла­да­ют ще­лоч­ные ме­тал­лы.

Ионная связь

Ион­ная связьэто связь между ато­ма­ми резко от­ли­ча­ю­щи­ми­ся по элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти: у од­но­го она очень вы­со­кая, у дру­го­го – низ­кая. В этом слу­чае, атом с мень­шей элек­тро­от­ри­ца­тель­но­стью пол­но­стью от­да­ет свои ва­лент­ные элек­тро­ны атому с боль­шей элек­тро­от­ри­ца­тель­но­стью. Ион­ная связь об­ра­зу­ет­ся между ме­тал­ла­ми и неме­тал­ла­ми.

Такой тип связи в NaCl, CsBr, NH4Cl и др. При об­ра­зо­ва­нии ион­ной связи об­ра­зу­ют­ся за­ря­жен­ные ча­сти­цы: ионы.

Ка­ти­о­ны – по­ло­жи­тель­но за­ря­жен­ные ионы. Их об­ра­зу­ют атомы, в ко­то­рых мало ва­лент­ных элек­тро­нов и они слабо свя­за­ны с ядром. Это атомы ще­лоч­ных и ще­лоч­но­зе­мель­ных ме­тал­лов.

Ани­о­ны – от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­ные ионы. Их легче всего об­ра­зу­ют га­ло­ге­ны. Эле­мен­ты глав­ной под­груп­пы 7 груп­пы. До за­вер­ше­ния ва­лент­но­го уров­ня им не хва­та­ет всего од­но­го элек­тро­на.

Схема об­ра­зо­ва­ния ион­ной связи на при­ме­ре хло­ри­да на­трия.

Атом на­трия, имеет на внеш­нем уровне всего один элек­трон. Он легко от­да­ет его, пре­вра­ща­ясь в ка­ти­он на­трия Na+.Атому хлора до ок­те­та элек­тро­нов не хва­та­ет од­но­го элек­тро­на. Он его за­би­ра­ет у атома на­трия, пре­вра­ща­ясь в анион хлора Cl-.

Ион­ная связь воз­ни­ка­ет за счет сил элек­тро­ста­ти­че­ско­го при­тя­же­ния раз­но­имен­но за­ря­жен­ных ионов.

Физические свойства веществ с ионной связью

Рис. 3. Ион­ные со­еди­не­ния

Рис. 4. Кри­стал­ли­че­ская ре­шет­ка фто­ри­да каль­ция

Ве­ще­ства, об­ра­зо­ван­ные из ионов, на­зы­ва­ют­ся ион­ны­ми со­еди­не­ни­я­ми. Рис.3. Со­еди­не­ния, об­ра­зо­ван­ные ион­ной свя­зью при обыч­ных усло­ви­ях твёр­дые ве­ще­ства с вы­со­кой тем­пе­ра­ту­рой плав­ле­ния и ки­пе­ния. Это хруп­кие ве­ще­ства. Они об­ра­зу­ют ион­ную кри­стал­ли­че­кую ре­шет­ку. В узлах кри­стал­ли­че­ской ре­шет­ки на­хо­дят­ся ионы. На ри­сун­ках по­ка­за­ны кри­стал­ли­че­кие ре­шет­ки хло­ри­да на­трия и фто­ри­да каль­ция. Рис. 4,5.

Рис. 5. Кри­стал­ли­че­ская ре­шет­ка хло­ри­да на­трия

Таким об­ра­зом, можно сде­лать вывод, что со­еди­не­ния двух эле­мен­тов, рас­по­ло­жен­ных в про­ти­во­по­лож­ных кон­цах од­но­го (или раз­ных) пе­ри­о­дов, имеют пре­иму­ще­ствен­но ион­ный ха­рак­тер связи, но по мере сбли­же­ния эле­мен­тов в пре­де­лах пе­ри­о­да ион­ный ха­рак­тер их со­еди­не­ний умень­ша­ет­ся. В боль­шин­стве слу­ча­ев нель­зя ска­зать, что со­еди­не­ние яв­ля­ет­ся пол­но­стью (или чисто) ион­ным либо пол­но­стью (или чисто) ко­ва­лент­ным. Од­на­ко можно утвер­ждать, что неко­то­рые со­еди­не­ния яв­ля­ют­ся пре­иму­ще­ствен­но ион­ны­ми, а дру­гие со­еди­не­ния пре­иму­ще­ствен­но ко­ва­лент­ны­ми.

Хо­ро­ши­ми при­ме­ра­ми ион­ных со­еди­не­ний яв­ля­ют­ся хло­ри­ды и ок­си­ды. Хло­ри­ды и ок­си­ды эле­мен­тов, рас­по­ло­жен­ных в левой части пе­ри­о­ди­че­ской таб­ли­цы, как пра­ви­ло, имеют пре­иму­ще­ствен­но ион­ный ха­рак­тер.

Под­ве­де­ние итога урока.

На этом уроке вы узна­ли, что такое ион­ная связь. Вы по­вто­ри­ли, как об­ра­зу­ют­ся новые хи­ми­че­ские со­еди­не­ния, какие эле­мен­ты ни­ко­гда не вза­и­мо­дей­ству­ют друг с дру­гом. Рас­смот­ре­ли при­чи­ны об­ра­зо­ва­ния ион­ной связи, ко­то­рые про­ана­ли­зи­ро­ва­ли на кон­крет­ных при­ме­рах.

Тема: Хи­ми­че­ская связь. Элек­тро­ли­ти­че­ская дис­со­ци­а­ция

Урок: Схемы об­ра­зо­ва­ния ве­ществ с раз­лич­ным типом связиhttps://​interneturok.​ru/​ru/​school/​chemistry/​9-klass/​bhimicheskaya-svyaz-elektroliticheskaya-dissociaciyab/​kovalentnaya-svyaz

Прокрутить вверх

Источник