Особенности ионной связи. Ионная связь. Строение кристалла поваренной соли

Изучение структуры химических соединений и природы связей между атомами, принадлежащими молекуле, относятся к числу важнейших задач химии и химической физики. Ближе к сущности химических связей и исследованию природы межатомных сил позволило развитие науки о атомном строительстве. Согласно современным представлениям, химические связи производятся электростатическими взаимодействиями между электронами и атомами соединяющих атомов. Однако теория химических связей должна учитывать конкретные законы, регулирующие мир атомов и элементарных частиц; Поведение электронов в молекуле, а также электронов в атоме должно описываться законами квантовой механики.

Характер химической связи и ее свойства зависят от многих факторов, таких как атомный заряд, электронная конфигурация, размер соединяющих атомов. Эти факторы меняются по мере перехода от элемента к элементу. Это приводит к большому разнообразию химических связей, обнаруженных в природе.

Химические вещества с существенно атомной связью часто показывают определенную полярность молекулы, которая приводит к генерации ионных сил. Таким образом, возможен постепенный переход от атомного к ионному связыванию. Такой тип изменений связывания происходит более четко, чем больше электроотрицательный элемент находится в молекуле, а, следовательно, особенно в галогенных соединениях как элементы с наибольшим сродством к электрону. Это приводит к постепенному смещению центра тяжести электронной оболочки к более электроотрицательному элементу, в то время как положительный полюс остается в окрестности менее электроотрицательного элемента.

Исходя из этого, было высказано предположение, что атомы других элементов объединяются и, следовательно, образуют более стабильную систему, чем свободные атомы, предполагая аналогичную конфигурацию электронов, таких как благородные газы. Согласно Козелю, если образуется ионная связь, атомы двух соединительных элементов получают электронные конфигурации благородных газов, так что атомы элемента, известного как электроды, теряют свои валентные электроны на атомах второго, электроотрицательного атома.

Атом А дает атому В как можно большему числу электронов для образования ионов А и В с указанными электронными конфигурациями. Положительные и отрицательные ионы, которые притягиваются действием электростатических сил, создают упорядоченную структуру в случае твердых тел. Неравномерное распределение положительных и отрицательных электрических зарядов является дипольным моментом, который в случае чистой атомной связи равен нулю. Для молекулы с чистой ионной связью в атомах атомных связей существует дипольный момент, отличный от нуля, но состоящий из химически разных атомов, существуют условия, способствующие полярности и, следовательно, происходит ионное связывание. отмеченный дипольным моментом.

Такие соединения включают галогенированные углеводороды. Расхождение электрических зарядов является лишь частичным, а связывание атомов с молекулами происходит как через атомные, так и ионные силы связи. Когда электрон переносится, появляются два иона с противоположными знаками, которые притягивают электростатические силы. Ионное связывание является следствием переноса одного или нескольких электронов из внешней оболочки более низким электролитическим атомом электронов в более большой электролитический атом.

Поэтому ионное связывание является крайним случаем полярности атомной связи. Ионное связывание редко происходит в чистом виде. Как правило, для того, чтобы связь была сформирована, разность электроотрицательности Полинга должна быть больше или равна 1.

Ионное соединение очень жидкое, потому что оно зависит от многих разных факторов. Ионизация образуется, когда атомы одного из реагирующих элементов легко дают электроны, а другие атомы легко присоединяют электроны. Однако такой перенос электронов и образование ионов нельзя ожидать, если оба типа атомов проявляют ту же самую или аналогичную тенденцию принимать и доносить электроны.

Ионное связывание происходит при сильном и взаимном притяжении аниона с положительно заряженным ионизацией. В кристаллах ионных соединений носители заряда являются «заключенными» кристаллической решетки. После плавления или растворения ионы высвобождаются из него и способны проводить электричество. Имейте в виду, что одиночные ионные молекулы присутствуют только в газообразном состоянии.

С формальной точки зрения предполагается, что ионные связи находятся между атомами, разность электроотрицательности которых не менее 1, 7 по шкале Полинга. В действительности нет чистых ионных связей, и каждый из них обладает некоторыми ковалентными свойствами, что делает границу между этими двумя типами связей очень текучей.

В квантовой химии предполагается, что ионная связь возникает, когда теоретически рассчитанная энергия молекулярной орбитали, предполагая, что связь ковалентна по своей природе, больше, чем ионизирующий потенциал атома, который является донором электрона для второго атома. Теоретические расчеты таких гипотетических орбиталей весьма дискуссионны.

• Указанные алкалоиды относятся к первой группе периодической таблицы.
• Их сочетание с галогенами характеризуется высоким ионным связыванием.
• Так будет ли водород и фторид в одном соединении давать ионное вещество?
• Опишите каждое и кратко оправдайте.

Другими словами, число валентных электронов меньше двойного числа связей. Первыми соединениями, которые выделили это явление, были бораны, но были получены аналогичные системы для таких элементов, как бериллий и алюминий. Тот факт, что такие соединения образуются для элементов групп 2 и 3, связан с тем, что на валентной поверхности атомов этих элементов имеются «пустые места». В случае образования связи атомы бериллия и бора имеют четыре орбиты, которые могут связываться, но только два или три электрона.

Однако этого нельзя ожидать для соединений водородного бора. Конечно, в случае соединений первой группы также ожидается образование электронно-дефицитных соединений. Но наличие одного валентного электрона делает их привилегированной формой связи в их соединениях ионной или металлической. Наибольшая группа электронно-дефицитных соединений образована элементами третьей группы.

Число валентных электронов в этом соединении составляет 12, что недостаточно для создания семи типичных пар, образованных электронными парами. Оба атома бора связаны мостиковыми связями, каждый из которых содержит атом водорода, лежащий под и над плоскостью. Этот геометрический дизайн не согласуется с концепцией его конструкции, аналогичной этану, и предполагалось, что диборан может быть аналогом этилена, в котором двойная связь была заменена двумя протонами. Однако этот подход не соответствовал свойствам молекулы диборана.

Длина двойной связи немного больше, чем у диборана, а молекула диборана не является кислой, которая должна присутствовать в случае молекулы, содержащей два практически свободных от водорода электронов. Решением этой проблемы было введение молекулярных орбит, состоящих из атомных орбиталей бора или водорода в этой молекуле.

Этот подход обеспечивал наличие мостиковых атомов водорода с соответствующей электронной плотностью. В то же время авторы этой концепции связи показали, что можно построить волновую функцию с локализованными молекулярными орбитами типа σ и π, две из которых проиллюстрированы. Введение таких связей в молекуле соединения очень хорошо описывает его свойства.

Конструкция трехсторонних звеньев может быть выполнена различными способами. Рамка, образованная атомами бора, больше похожа на металл, чем молекула соединения, но электроны в боре сохраняют определенную степень локализации. Структуры десяти - и восьмиборного бора могут быть представлены путем удаления двух, четырех и шести атомов бора из двадцати и добавления соответствующего количества протонов для образования мостиков, соединяющих открытые атомы бора.

Подобное связывание происходит в гидридах алюминия и галлии. С другой стороны, борогидриды образуют ряд других соединений, в которых связывания являются более обычными. Ионная связь определяется как электростатическое притяжение между ионами с противоположными зарядами. Он образуется путем переноса электронов между металлами и неметаллами. Таким образом, образуется молекула, ионная связь которой основана на электростатическом притяжении между положительными или отрицательными ионизованными атомами.

Образованные ионные соединения являются электропроводящими веществами, сумма положительных зарядов равна сумме отрицательных зарядов в данном количестве ионного соединения. В твердом состоянии ионные соединения образуют ионные сети, поэтому положительные ионы чередуются с отрицательными ионами, занимая четко определенные положения и силы электростатического притяжения между ионами.

Ионная связь не является пространственно-ориентированной, электростатические силы притяжения действуют во всех направлениях и образуют ионный макроагрегат. Свойства ионных веществ Состояние агрегации - при нормальных температурных условиях ионные вещества являются твердыми, кристаллизованными, температура плавления и точки кипения ионных соединений имеют высокие значения, поскольку ионная связь является сильной связью. На точку плавления влияет размер атомов и размер положительной ионной нагрузки.

Растворимость - ионные вещества растворимы только в полярных растворителях, механические свойства - ионные кристаллы являются хрупкими в результате перемещения «слоев» с положительными и отрицательными ионами в чередовании, так что ионы с одинаковым зарядом вступают в контакт, кристалл отвергается разрушает электрические свойства - ионные кристаллы не приводят к электричеству твердого тела, потому что ионы занимают фиксированные положения в кристаллической решетке.