Wyjaśnienie właściwości związku jonowego
Maximilian Stock Ltd. / Getty Images
Związki jonowe zawierają wiązania jonowe. Wiązanie jonowe powstaje, gdy występuje duża różnica elektroujemności pomiędzy elementami uczestniczącymi w wiązaniu. Im większa różnica, tym silniejsze przyciąganie między jonem dodatnim (kationem) a jonem ujemnym (anionem).
Właściwości związku jonowego
- Związki jonowe powstają, gdy atomy łączą się ze sobą wiązaniami jonowymi.
- Wiązanie jonowe jest najsilniejszym rodzajem wiązania chemicznego, co prowadzi do charakterystycznych właściwości.
- Jeden atom w wiązaniu ma częściowy ładunek dodatni, podczas gdy drugi atom ma częściowy ładunek ujemny. Ta różnica elektroujemności sprawia, że wiązanie jest polarne, więc niektóre związki są polarne.
- Ale związki polarne często rozpuszczają się w wodzie. To sprawia, że związki jonowe są dobrymi elektrolitami.
- Ze względu na siłę wiązania jonowego związki jonowe mają wysokie temperatury topnienia i wrzenia oraz wysokie entalpie topnienia i parowania.
Właściwości wspólne dla związków jonowych
Właściwości związków jonowych odnoszą się do tego, jak silnie jony dodatnie i ujemne przyciągają się nawzajem wiązanie jonowe . Związki kultowe wykazują również następujące właściwości:
- Ashcroft, Neil W.; Mermin, N. David (1977). Fizyka półprzewodnikowa (27. repr. ed.). Nowy Jork: Holt, Rinehart i Winston. ISBN 978-0-03-083993-1.
- Brown, Theodore L.; LeMay, H. Eugene, Jr; Bursten, Bruce E.; Lanforda, Stevena; Sagatys, Dalius; Duffy, Neil (2009). Chemia: nauka centralna: szeroka perspektywa (wyd. 2). Frenchs Forest, NSW: Pearson Australia. ISBN 978-1-4425-1147-7
Związki jonowe tworzą raczej sieci krystaliczne niż amorficzne ciała stałe. Mimo że związki molekularne tworzą kryształy, często przybierają inne formy, a kryształy molekularne zazwyczaj są bardziej miękkie niż kryształy jonowe. Na poziomie atomowym kryształ jonowy jest strukturą regularną, w której kation i anion przeplatają się ze sobą i tworzą trójwymiarową strukturę opartą w dużej mierze na mniejszym jonie równomiernie wypełniającym szczeliny między większym jonem.
Aby przezwyciężyć przyciąganie między jonami dodatnimi i ujemnymi w związkach jonowych, wymagane są wysokie temperatury. Dlatego do stopienia związków jonowych lub wywołania ich wrzenia potrzeba dużo energii.
Podobnie jak związki jonowe mają wysoką temperaturę topnienia i punkty wrzenia , zwykle mają entalpie syntezy i parowania, które mogą być 10 do 100 razy wyższe niż w przypadku większości związków molekularnych. Entalpia topnienia to ciepło wymagane do stopienia pojedynczego mola ciała stałego pod stałym ciśnieniem. The entalpia parowania to ciepło potrzebne do odparowania jednego mola ciekłego związku pod stałym ciśnieniem.
Kryształy jonowe są twarde, ponieważ jony dodatnie i ujemne są silnie przyciągane do siebie i trudne do rozdzielenia, jednak gdy do kryształu jonowego zostanie przyłożone ciśnienie, jony o podobnym ładunku mogą zbliżyć się do siebie. Odpychanie elektrostatyczne może wystarczyć do rozszczepienia kryształu, dlatego jonowe ciała stałe również są kruche.
Kiedy Związki jonowe po rozpuszczeniu w wodzie zdysocjowane jony mogą swobodnie przewodzić ładunek elektryczny przez roztwór. Stopione związki jonowe (stopione sole) również przewodzą prąd.
Chociaż oni przeprowadzić w postaci stopionej lub w roztwór wodny , jonowe ciała stałe nie przewodzą zbyt dobrze elektryczności, ponieważ jony są ze sobą tak ściśle związane.
Typowy przykład gospodarstwa domowego
Znanym przykładem związku jonowego jest sól kuchenna lub chlorek sodu . Sól ma wysoką temperaturę topnienia 800ºC. Podczas gdy kryształ soli jest izolatorem elektrycznym, roztwory soli (sól rozpuszczona w wodzie) z łatwością przewodzą prąd. Sól stopiona jest także przewodnikiem. Jeśli przyjrzymy się kryształom soli pod lupą, możemy zaobserwować regularną strukturę sześcienną wynikającą z sieci krystalicznej. Kryształy soli są twarde, ale kruche – łatwo je zmiażdżyć. Chociaż rozpuszczona sól ma rozpoznawalny smak, nie czujesz zapachu soli w stanie stałym, ponieważ ma ona niską prężność pary.
Natomiast cukier jest związkiem kowalencyjnym. Ma niższą temperaturę topnienia niż sól. Rozpuszcza się w wodzie, ale nie dysocjuje na jony, więc jego roztwór nie przewodzi prądu. Cukier tworzy kryształki, ale czuć jego słodycz, ponieważ ma stosunkowo wysoką prężność pary.