Introduction to Chemistry

avainkohdat

• Ionisidokset muodostuvat valenssielektronien vaihdosta atomien, tyypillisesti metallin ja epämetallin välillä.
• valenssielektronien häviäminen tai voitto antaa ioneille mahdollisuuden totella oktettisääntöä ja muuttua vakaammiksi.
• Ioniyhdisteet ovat tyypillisesti neutraaleja. Siksi ionit yhdistyvät tavoilla, jotka neutraloivat niiden varauksia.

termit

• valenssielektronit atomin elektronit, jotka voivat osallistua kemiallisten sidosten muodostumiseen muiden atomien kanssa. Ne ovat etäisimpiä elektroneja ytimestä.
• oktetin ruleatomi on stabiilein, kun sen valenssikuoressa on kahdeksan elektronia.

muodostava ioni

Ionisidokset ovat kemiallisten sidosten luokka, joka syntyy yhden tai useamman valenssielektroninvaihdosta yhdestä atomista, tyypillisesti metallista, toiseen, tyypillisesti epämetalliin. Tämä elektroninvaihto johtaa kahden atomin väliseen sähköstaattiseen vetovoimaan, jota kutsutaan ionisidokseksi. Atomi, joka menettää yhden tai useamman valenssielektronin muuttuakseen positiivisesti varautuneeksi ioniksi, tunnetaan kationina, kun taas atomi, joka saa elektroneja ja muuttuu negatiivisesti varautuneeksi, tunnetaan anionina.

tämän valenssielektronien vaihdon avulla ionit voivat saavuttaa jalokaasujen elektronikonfiguraatioita jäljittelevät elektronikonfiguraatiot, jotka täyttävät oktettisäännön. Oktettisäännön mukaan atomi on stabiilein, kun sen valenssikuoressa on kahdeksan elektronia. Atomit, joissa on alle kahdeksan elektronia, täyttävät yleensä duettosäännön, sillä niiden valenssikuoressa on kaksi elektronia. Tyydyttämällä duettosäännön tai oktettisäännön ionit ovat stabiilimpia.

kationia osoittaa atomin oikealla puolella oleva positiivinen yläindeksivaraus (+ jotain). Anionia osoittaa atomin oikealla puolella oleva negatiivinen yliövaraus (- jotain). Jos esimerkiksi natriumatomi menettää yhden elektronin, sillä on yksi protoni enemmän kuin elektronilla, jolloin sille saadaan kokonaisvaraus +1. Natriumionin kemiallinen merkki on Na + 1 tai vain Na+. Vastaavasti jos klooriatomi saa ylimääräisen elektronin, siitä tulee kloridi-ioni, Cl -. Molemmat ionit muodostuvat, koska ioni on oktettisäännön vuoksi stabiilimpi kuin atomi.

muodostaen ionisidoksen

kun vastakkaisesti varautuneet ionit muodostuvat, niiden positiiviset ja negatiiviset varaukset vetävät niitä puoleensa ja muodostavat ioniyhdisteen. Ionisidoksia muodostuu myös, kun kahden atomin välillä on suuri elektronegatiivisuusero. Tämä ero aiheuttaa elektronien epätasaisen jakautumisen siten, että yksi atomi menettää kokonaan yhden tai useamman elektronin ja toinen atomi saa yhden tai useamman elektronin, esimerkiksi metalliatomin (natriumin) ja epämetallin (fluorin) välisen ionisidoksen syntyessä.

Ioniyhdisteen kaavan määrittäminen

ioniyhdisteiden kemiallisten kaavojen määrittämiseksi seuraavien kahden ehdon on täytyttävä:

1. jokaisen ionin on noudatettava oktettisääntöä maksimaalisen stabiilisuuden saavuttamiseksi.
2. ionit yhdistyvät siten, että yleinen ioniyhdiste on neutraali. Toisin sanoen ionien varausten on oltava tasapainossa.

Magnesium ja fluori yhdistyvät muodostaen ioniyhdisteen. Mikä on yhdisteen kaava?

Mg muodostaa yleisimmin 2+ – ionin. Tämä johtuu siitä, että Mg: lla on kaksi valenssielektronia ja se haluaisi päästä eroon näistä kahdesta ionista noudattaakseen oktettisääntöä. Fluorilla on seitsemän valenssielektronia ja se muodostaa yleensä F – ionin, koska se saa yhden elektronin oktettisäännön täyttämiseksi. Kun Mg2+ ja F – yhdistyvät ioniyhdisteeksi, niiden varausten täytyy kumoutua. Siksi yksi Mg2+ tarvitsee kaksi F-Ionia varauksen neutraloimiseksi. Mg: n 2+ tasapainotetaan siten, että siinä on kaksi -1 varautunutta Ionia. Siksi yhdisteen kaava on MgF2. Alaindeksi kaksi osoittaa, että on olemassa kaksi fluoria, jotka ovat ionisesti sitoutuneet magnesiumiin.

makroskooppisella asteikolla ioniyhdisteet muodostavat kiteisiä hilarakenteita, joille on ominaista sulaessa tai liukoisena korkea sulamis-ja kiehumispiste sekä hyvä sähkönjohtavuus.

esimerkki

Magnesium ja fluori yhdistyvät muodostaen ioniyhdisteen. Mikä on yhdisteen kaava?

Mg muodostaa yleisimmin 2+ – ionin. Tämä johtuu siitä, että Mg: lla on kaksi valenssielektronia ja se haluaisi päästä eroon näistä kahdesta ionista noudattaakseen oktettisääntöä. Fluorilla on seitsemän valenssielektronia ja sellaisena se muodostaa yleensä F– ionin, koska se saa yhden elektronin oktettisäännön täyttämiseksi. Kun Mg2+ ja F– yhdistyvät ioniyhdisteeksi, niiden varausten täytyy kumoutua. Siksi yksi Mg2+ tarvitsee tasapainoonsa kaksi F-Ionia. Mg: n 2+ tasapainotetaan siten, että siinä on kaksi -1 varautunutta Ionia. Siksi yhdisteen kaava on MgF2. Alaindeksi kaksi osoittaa, että on olemassa kaksi fluoria, jotka ovat ionisesti sitoutuneet magnesiumiin.