Лекция 8. Ионная химическая связь

Ионная химическая связь

Ионная химическая связь представляет собой электростатическое взаимодействие между противоположно заряженными ионами в химическом соединении. Такую связь можно рассматривать как

предельный случай ковалентной полярной связи, образованной атомами с сильно различающимися электроотрицательностями. Ионная связь, как правило, возникает между элементами I-II А группами Х.Э. П.С.Э. и элементами VII А группы. Но даже в подобных соединениях не происходит полного разделения зарядов (т.е. полного перехода электрона от одного атома к другому) и электронная плотность между ионами не равна нулю. Поэтому более строго можно говорить о степени ионности связи. Условно принято считать, что при DЭ.О.<1,9, когда эффективные заряды становятся >½ 0,5½ заряда электрона степень ионности становится больше 50%, и эти атомы рассматриваются как ионы с целочисленными зарядами. Ионы имеют сферическую симметрию силового поля. Поэтому ионная связь не обладает направленностью и насыщаемостью. В этом состоит ее основное отличие от ковалентной связи. Ионные кристаллы - это гигантские ассоциации ионов противоположных знаков, особым образом координированных (расположенных) друг относительно друга. Химические формулы ионных соединений отражают лишь простейшее соотношение между числами атомов, входящих в ионное соединение.

При образовании ионов могут возникать устойчивые октетные электронные конфигурации. Атомы и ионы с одинаковой электронной конфигурацией образуют изоэлектронные ряды, например, ряды неона (Ne, O^2-, Na⁺, Mg²⁺, Al³⁺), аргона (аргон, ионы серы,хлора, К, Са, Sc) и т.п. Ионные кристаллы - хрупкие твердые соединения с высокими температурами кипения и плавления. Ионные соединения - сильные электролиты и под действием диполей воды необратимо распадаются на гидратированные ионы (все соли).

Металлическая связь.

Большинство элементов П.С.Э. относятся к металлам, характерными свойствами которых являются высокая электрическая проводимость (10⁶ - 10⁸Ом/м^-1), теплопроводностью (4,2 Вт/К см), ковкостью и пластичностью, металлическим блеском и отражательной способностью к свету.

При обычных условиях металлы (кроме ртути) - твердые кристаллические вещества. Характерная особенность металлических кристаллов - высокие значения координационных чисел.

Взаимодействие, удерживающее атомы металлов в едином кристалле, называется металлической связью.

У большинства металлов на внешней электронной оболочке имеется значительное количество вакантных орбиталей и малое число электронов. Поэтому энергетически более выгодно, чтобы электроны не были локализованы, а принадлежали всему металлу. Невысокие энергии ионизации металлов обусловливают легкость отрыва валентных электронов и свободное их перемещение по всему объему металлического кристалла. Согласно теории свободных электронов, в узлах решетки кристалла металла находятся положительные ионы металла, которые погружены в "электронный газ", распределенный по всему металлу. Таким образом, валентные электроны у металла не локализованы. Между положительно заряженными ионами кристаллической решетки и нелокализованными электронами существует электростатическое взаимодействие, обеспечивающее устойчивость вещества-металла. Благодаря свободному перемещению электронов металлы обладают высокой электрической проводимостью и теплопроводностью.

Металлическая связь является ненаправленной, и этим объясняется пластичность металла - способность необратимо менять свою форму под действием механических сил. Металлический блеск обусловлен отражением световых лучей от электронного газа, который несколько выходит за границу положительно заряженных ионов.

Дата добавления: 2014-01-05