אנו מסבירים מהו קשר יוני ותכונותיו. דוגמאות ויישומים של תרכובות שנוצרו עם סוגי קשרים אלה.
נתרן כלורי (NaCl) הוא תרכובת יונית המכונה מלח שולחן.מהו קשר יוני?
הקשר היוני או האלקטרו-וולנטי מורכב מהמשיכה האלקטרוסטטית בין חלקיקים בעלי מטענים חשמליים בעלי סימנים מנוגדים הנקראים יונים.
יון הוא א חֶלְקִיק טעון חשמלי. זה יכול להיות א אָטוֹם אוֹ מולקולה מי שהפסיד או ניצח אלקטרונים, כלומר, זה לא נייטרלי.
סוג קשר זה בא לידי ביטוי בדרך כלל בין אטומים מתכתיים ולא מתכתיים שבהם העברת אלקטרונים מתרחשת מהאטומים המתכתיים (פחות אלקטרוניליים) אל הלא מתכתיים (אלקטרוניליים יותר).
כדי ליצור קשר יוני יש צורך בהבדל באלקטרושליליות (היכולת של אטום למשוך אלקטרונים מאטום אחר כאשר הם משולבים ב- קשר כימי) בין שני סוגי האטומים גדול או שווה ל-1.7 בסולם פאולינג, המשמש לסיווג אטומים לפי ערכי האלקטרושליליות שלהם.
למרות שהקשר היוני מובחן בדרך כלל מהקשר הקוולנטי (המורכב משיתוף של זוגות אלקטרוניים של המעטפת החיצונית או הערכית של שני האטומים), במציאות אין קשר יוני טהור אבל מודל זה מורכב מהגזמה שלקשר קוולנטי, שימושי לחקר התנהגות אטומית במקרים אלה. תמיד יש מרווח קוולנטי כלשהו באיגודים אלה.
עם זאת, בניגוד לאטומים היוצרים את הקשרים הקוולנטיים המרכיבים לעתים קרובות מולקולות קוטביות, יונים אין להם קוטב חיובי ושלילי, אבל מטען בודד שולט בהם לחלוטין. לפיכך, יהיו לנו קטיונים כאשר אטום מאבד אלקטרונים (נשאר טעון חיובי) ואניונים כאשר אטום צובר אלקטרונים (נשאר טעון שלילי).
זה יכול לשרת אותך:קשר מתכתי
תכונות של תרכובות יוניות
כמה מאפיינים כלליים של תרכובת יונית:
- הם קישורים חזקים. הכוח של הקשר האטומי הזה יכול להיות חזק מאוד, ולכן המבנה של תרכובות אלו נוטה ליצור סריג קריסטל עמיד מאוד.
- הם בדרך כלל מוצקים. ל טמפרטורות וטווחים שללַחַץ נורמלי (T = 25ºC ו-P = 1atm), לתרכובות אלו יש מבנה מולקולרי קשיח וקובי היוצר רשתות גבישיות המולידות מלחים. ישנם גם נוזלים יוניים הנקראים "מלחים מותכים", שהם נדירים, אך שימושיים ביותר.
- יש להם נקודת התכה ורתיחה גבוהות. כמו שהואנקודת המסה(בין 300 ºC ל- 1000 ºC) כמו שלרְתִיחָה של תרכובות אלה הוא בדרך כלל גבוה מאוד, שכן כמויות גדולות של אֵנֶרְגִיָה לשבור את המשיכה האלקטרוסטטית בין היונים.
- מסיסות במים. רוב המלחים מסיסים במים ובתמיסות מימיות אחרות בעלות דיפול חשמלי (קוטב חיובי ושלילי).
- הולכה חשמלית. במצב מוצק הם לא מוליכי חשמל טובים, מכיוון שיונים תופסים מיקומים קבועים מאוד בסריג קריסטל. במקום זאת, פעם אחת התמוסס פנימה מים או בתמיסה מימית, הם הופכים למנצחים יעילים של חַשְׁמַל.
- בַּררָנוּת. קשרים יוניים יכולים להתרחש רק ביניהםמתכות של קבוצות IA ו-IIA של טבלה מחזורית, והלא-מתכות של הקבוצות VIA ו-VIIA.
דוגמאות לקשירה יונית
- פלואורידים (F–). אניונים שהם חלק ממלחים המתקבלים מחומצה הידרופלואורית (HF). הם משמשים לייצור משחות שיניים ואספקה דנטלית אחרת.
דוגמאות: NaF, KF, LiF, CaF2
- סולפטים (SO42-). אניונים שהם חלק ממלחים או אסטרים המתקבלים מהם חומצה גופרתית (H2SO4), שהאיחוד שלו למתכת הוא בעל יישומים מגוונים, מתוספים בהשגת חומרי בנייה ועד אספקה לקרני רנטגן ניגודיות.
דוגמאות: CuSO4, CaSO4, K2SO4
- חנקות (NO3–). אניונים שהם חלק ממלחים או אסטרים המתקבלים מחומצה חנקתית (HNO3), המשמשים לייצור אבקת שריפה ובפורמולציות כימיות רבות לדשנים או לדשנים.
דוגמאות: AgNO3, KNO3, Mg (NO3) 2
- מרקורי II (Hg2 +). קטיון המתקבל מכספית, הנקרא גםקטיון כספיתושזה יציב רק בתקשורתpH חומצה (<2). תרכובות כספית רעילות לגוף האדם, ולכן יש לטפל בהן באמצעי זהירות מסוימים.
דוגמאות: HgCl2, HgCN2
- פרמנגנטים (MnO4–). למלחים של חומצה פרמנגני (HMnO4) יש עוצמה צֶבַע סגול וכוח חמצון עצום. תכונות אלו יכולות לשמש בסינתזה של סכרין, בטיפול בשפכים ובייצור חומרי חיטוי.
דוגמאות: KMnO4, Ca (MnO4) 2