Ионная связь

 

Ионная связь представляет собой электрическое притяжение между противоположно заряженными ионами (частицами,несущими электрический заряд).

"Ion" в переводе с греческого, означает "идущий"-это подчеркивает, что ионы движутся в электрическом поле.

Согласно гипотезам Планка и Бора, энергия каждого электрона в атоме квантована и принимает лишь определенные значения, соответствующие конкретным энергетическим уровням (орбитам). Электроны могут переходить с одного уровня на другой, поглощая или излучая фотоны. Поглотив фотон, элект- рон переходит на более высокую орбиту, а сила, связывающая его с ядром, уменьшается.

Если электрону удается полностью “освободиться” от сил притяжения ядра и покинуть атом, то происходит ионизация атома. Атом превращается в положительный ион, именуемый катионом и обозначаемый знаком “плюс”.

Na+, Аg+ - катионы натрия и серебра

 

Если же атом, наоборот, принимает в себя дополнительные электроны, то их избыток превращает его в отрицательный ион – анион, который изображается с “минусом”, например:

 

Cl¯,O¯ - анионы хлора и кислорода

 

Напомним, что химическая связь объясняется стремлением атомов приобрести устойчивую электронную конфигурацию, подобную конфигурации “ближайшего” к ним инертного газа. Рассмотрим некоторую последовательность элементов в таблице Менделеева, среди которых имеется неон (1s¹2s²2p⁶).

В скобках рядом с символом элемента указано число элект­ронов в K-, L- и М-оболочках.

F(2.7); Ne(2.8); Na (2.8.1)

Атом натрия может приобрести устойчивую электронную конфигурацию неона, избавившись от одного электрона.

 

Образовавшаяся частица – положительно заряженный ион натрия.

У фтора на один электрон меньше, чем у неона. Следовательно, если фтор присоединит один электрон (например, от атома натрия), он приобретает заполненную внешнюю оболочку из восьми электронов:

 

Между полученными частицами – анионом фтора и катионом натрия-будет действовать сила электростатического притяжения, связывающая их между собой. Это и называется ионной химической связью.

Одно из свойств ионных соединений-способность образовывать кристаллическую решетку, в узлах которой расположены положительные и отрицательные ионы. Типичный представитель вещества с ионной связью – всем известная по варенная соль. Ее формула - NaCl.

Рис 51. Модель

кристаллической решетки

хлорида натрия

 

Большинство ионных соединений легко разрушаются под внешним воздействием или в химических реакциях. На рисунке 52 показано, что происходит, если на ионный кристалл действует деформирующая сила. Не-большие сдвиги в кристаллической решетке сближают одинаково заряженные ионы. При этом силы отталкивания между одноименными зарядами создают трещины в кристалле.

 

Рис 52.. Схема поведения кристаллической решетки

NaCl под действием деформирующей силы

 

Рисунок 53 хорошо иллюстрирует, что происходит с кристаллами соли, когда им приходится иметь дело с молекулами воды. Атомы, из которых состоит вода имеют различный заряд, (кислород больше и тянет электронное “одеяло” на себя, что делает его отрицательнее, чем водород). Поэтому атомы кислорода притягивают положительно заряженные катионы натрия, а атомы водорода – анионы хлора,растаскивая кристаллическую решетку NaCl.

Рис 53. Иллюстрация процесса растворения соли вводе