イオン結合特性、その形成方法、分類および例



の イオン結合 それは2つの原子の間に電子対の公平な共有がないところです。これが起こると、最も陰性ではない種の一つが正電荷を獲得する一方、より陰性である種は負電荷を持つことになる。.

Aが種の場合 ポジティブ, それらの間にイオン結合が形成されると、それらはイオンＡに変換される。+ とX-. A+ 陽イオンと呼​​ばれるのは正に帯電した種です。とX- 負に帯電した種、アニオン.

上の図は、AとXの2つの化学種の一般的なイオン結合を示しています。青い括弧は、AとXの間に明確な共有結合がないことを示しています。言い換えれば、A-Xの存在はありません.

Aに注意してください+ Xは価電子を欠いている- それは８個の電子に囲まれている、すなわちそれは原子価結合理論（ＴＥＶ）に従うオクテットの法則に適合しそしてまたその対応する周期の希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ等）に対して等電子的である。.

8個の電子のうち、2個は緑色です。他の青い点とは何が違うのでしょうか。緑色の対は、実際には共有結合であれば、A-X結合で共有されるはずの電子であることを強調するために。イオン結合では起こらない事実.

AとXは静電引力を介して相互作用します（Coulombの法則）。これにより、イオン性化合物は、融点や沸点などの物理的特性の多くにおいて共有結合性化合物と区別されます。.

索引

  • 1イオン結合の特徴
  • 2それはどのように形成されていますか?
    • 2.1アルカリ金属とハロゲン金属
    • 2.2アルカリ金属とカルコゲン金属
    • 2.3ハロゲンとカルコゲンを含むアルカリ土類金属
  • 3分類
  • 4イオン結合における電子のふるまい
  • 5イオン結合の例
  • 6参考文献

イオン結合の特徴

-イオン結合は方向性がない、すなわち、それらは上の画像で観察される塩化カリウムのような結晶配列を作り出すことができる三次元力を発揮する。.

-イオン性化合物を構成する化学式は、イオンの割合を表し、それらの結合を表すものではありません。それで、KClはKカチオンがあることを意味します+ 各陰イオンについて-.

-イオン結合は、それらのイオンに三次元的な影響を与えるので、融解するために多くの熱エネルギーを必要とする結晶構造を生成する。言い換えれば、それらは、共有結合が優位を占める固体とは対照的に、高い融点および沸点を示す。.

-イオン結合によって相互作用するほとんどの化合物は、水または極性溶媒に可溶です。これは、溶媒分子がイオンを効果的に取り囲むことができ、それらが再び会合して最初の結晶配列を形成するのを妨げるからである。.

-イオン結合は、それらの電気陰性度の間に大きな間隙を有する原子間で生じる：金属と非金属。例えば、Ｋはアルカリ金属であり、Ｃｌはハロゲンの非金属元素である。.

それはどのように形成されていますか?

上の図で、Aは金属を表し、Xは非金属原子を表します。イオン結合が生じるためには、ＡとＸとの間の電気陰性度の差は、結合を共有する電子対がゼロになるようなものでなければならない。これはXが電子対を保つことを意味します.

しかし、電子ペアはどこから来たのでしょうか。本質的には、金属種です。このようにして、緑色の2点のうちの1つは金属Aから非金属Xに移動した電子であり、この最後のものは対を完成させるための追加の電子に寄与した。.

もしそうなら、周期表のどのグループにAまたはXが属しますか？ Aは単一の電子を移動しなければならなかったので、それはIA族の金属である可能性が非常に高いです。アルカリ金属（Li、Na、K、Rb、Cs、Fr）.

Xは、それが電子を加えることによって価数オクテットに達したとき、それはハロゲンであり、VIIA族の元素である。.

アルカリ金属とハロゲン

アルカリ金属は、ｎ価の立体配置を有する。1. その単一の電子を失い、単原子イオンMになることによって+ （李+, な+, K+, Rb+, Cs+, Fr+）それらに先行する希ガスと等電子になる.

ハロゲンは、その一方で、ns価数配置を持っています2np5. 来る希ガスと等電子であるためには、それらはns構造を持つために追加の電子を獲得しなければなりません。2np6, 合計8個の電子.

アルカリ金属とハロゲンの両方が、この理由でイオン結合の形成から利益を得るが、結晶配列によってもたらされるエネルギー安定性は言うまでもない。.

したがって、アルカリ金属とハロゲンとによって形成されるイオン性化合物は、常にＭＸ型の化学式を有する。.

アルカリ金属とカルコゲン金属

カルコゲンまたはＶＩＡ族の元素（Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐｏ）は、ハロゲンとは異なり、原子価ｎｓの立体配置を有する。2np4. したがって、原子価オクテットに準拠するには、1つではなく2つの追加の電子が必要です。アルカリ金属の助けを借りてこれを達成するために、彼らはそれらのうちの2つから電子を受け取らなければなりません.

なんで？たとえば、ナトリウムは単一の電子Na∙を生成する可能性があるためです。しかし、Na∙とNa∙の2つのナトリウムがある場合、Oはその電子を受け取ってアニオンOになる可能性があります。2-.

得られた化合物のルイス構造はNaになります。+ ○2- な+. 各酸素には2つのナトリウムイオンがあるので、式はNaです。2○.

同じ説明が他の金属および他のカルコゲンにも使用できる。.

しかし、疑問が生じます：これらすべての元素の組み合わせはイオン性化合物に由来するのでしょうか？それらのすべてにイオン結合がありますか？このためには、金属Ｍとカルコゲンの両方の電気陰性度を比較することが必要であろう。それらが非常に異なっていれば、それからイオン結合があるでしょう.

ハロゲンとカルコゲンを含むアルカリ土類金属

アルカリ土類金属（Becamgbara氏）は原子価配置nsを持つ2. たった2つの電子を失うことによって、それらはMイオンになる2+ （2+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, ラ2+）しかしながら、それらの電子を受け取る種は、おそらくハロゲンまたはカルコゲンであり得る。.

ハロゲンの場合、化合物を形成するためにそれらのうちの２つが必要とされる。なぜなら個々にそれらは１つの電子しか受け入れられないからである。したがって、化合物は次のようになります。- M2+ X-. Xは任意のハロゲンであり得る.

そして最後に、カルコゲンの場合、2つの電子を受け入れることができれば、それらのうちの1つはイオン結合を形成するのに十分でしょう。2+○2-.

分類

イオン結合の分類はありません。しかしながら、これは共有結合特性に応じて変わり得る。すべての結合が100パーセントイオン性であるわけではありませんが、ごくわずかではありますが、マークされていない電気陰性度の差の共有文字積を示します.

これは、Beのような非常に小さなイオンと高い電荷を伴う場合に特に顕著です。2+. その高い電荷密度は、X（F、Clなど）の電子雲を変形させ、高い共有特性を持つ結合を形成させます。 分極）.

だから、BeCl2 それはイオン性であるように見えますが、実際には共有結合化合物です。.

しかしながら、イオン性化合物はそれらのイオンに従って分類することができる。これらが単純な電荷を帯びた原子で構成されている場合は、単原子イオンと言えます。それが電荷のキャリア分子であれば、正または負にかかわらず、我々は多原子イオン（NH）について話しています。4+, いいえ3-, そう42-, など）.

イオン結合における電子の挙動

イオン結合中の電子は、最も電気陰性の原子の核の近くに留まる。この電子対はXから逃げることができないので- Aと共有結合する+, 静電相互作用が効く.

カチオンA+ 他人を撃退するA+, そしてそれはX陰イオンでも起こります- 他人と一緒に。イオンは、引力が斥力よりも優勢になるように、斥力を最小値に平準化しようと努める。そしてそれを達成することができたとき、両方のイオン性化合物を特徴付ける結晶配列が生じる。.

理論的には、電子はアニオン内に閉じ込められており、アニオンは結晶格子内に固定されたままであるため、固相中の塩の導電率は非常に低い。.

ただし、イオンは自由に移動できるため、プラス電荷に引き寄せられて流れる電子も自由に移動できるため、融解すると増加します。.

イオン結合の例

イオン性化合物を同定するための１つの方法は、金属および非金属または多原子アニオンの存在を観察することである。次に、任意の電気陰性度スケールを使用して、AとXのこれらの値の差を計算します。この差が1.7より大きい場合は、イオン結合を持つ化合物です。.

これらの例は次のとおりです。

KBr：臭化カリウム

BeF2：フッ化ベリリウム

な2O：酸化ナトリウム

李2O：酸化リチウム

K2O：酸化カリウム

ＭｇＯ：酸化マグネシウム

CaF2：フッ化カルシウム

な2S：硫化ナトリウム

NaI：ヨウ化ナトリウム

ＣｓＦ：フッ化セシウム

また、多原子イオンを有するイオン化合物が存在してもよい。

Cu（NO3）2：硝酸銅（II）

NH4Cl：塩化アンモニウム

CH3COONa：酢酸ナトリウム

Sr3（PO4）2：リン酸ストロンチウム

CH3COONH4：酢酸アンモニウム

ＬｉＯＨ：水酸化リチウム

KMnO4過マンガン酸カリウム

参考文献

  1. ホワイト、デイビス、ペック、スタンレー。化学（第8版）。 CENGAGEラーニング、p 251-258.
  2. 化学ライブラリテキスト。イオン性および共有結合撮影者：chem.libretexts.org
  3. Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ３０１（２０１４）。イオン結合撮影元：ch301.cm.utexas.edu
  4. Helmenstine、Anne Marie、Ph.D. （2017年8月16日。イオン結合と化合物の例）
  5. TutorVista （２０１８）。イオン結合撮影場所：chemistry.tutorvista.com
  6. クリスP.シャラー博士IM7. どの結合がイオン性でどれが共有結合であるか? 撮影者：employees.csbsju.edu