§ 15. Йонний зв’язок, його утворення

Опанувавши матеріал параграфа, ви зможете:

• розрізняти атоми та йони; позитивно й негативно наряджені йоии; речовини н ковалентним і йонпим зв’язками;

• розуміти механізм утворення позитивно й негативно заряджених йоиів; суть утворення йоішого зв’язку; поняття «йоинна сполука»;

• наводити приклади сполук із йонпим зв’язком;

• характеризувати особливості йоішого зв’язку.

Ви розглянули утворення хімічного зв’язку, що виникає між атомами неметалічних елементів. Але існують сполуки, до складу яких входять атоми металічних і неметалічних елементів. Такі сполуки належать до йоиних.

Отже, і зв’язок між частинками — йоиний.

Йони. Під час взаємодії металів з неметалами атоми елементів перетворюються на йони.

Розглянемо механізм утворення йонів Натрію та Хлору. Звернемося до будови атома Натрію. Із його електронної формули 1 л*²2.V²2/7⁶3.v¹ видно, що на зовнішньому енергетичному рівні рухається один .v-електрон. До завершення енергетичного рівня бракує сім електронів. Тому атому Натрію енергетично легше віддати один .v-електрон. ніж приєднати сім. Віддаючи електрон, атом повністю втрачає цей рівень, а попередній є завершений.

Схематично цей процес зображено на рисунку 29, але його можна подати й так:

В атома Хлору па зовнішньому енергетичному рівні розташовуються сім електронів. Його електронна формула — l.v²2.v²2/A3.s²3//\ І до завершення енергетичного рівня бракує одного електрона. Тому атому Хлору енергетично вигідніше приєднати один електрон, ніж віддати сім (рис. ЗО).

Це перетворення можемо написати й так:

Втрачаючи 1 електрон із зовнішнього енергетичного рівня, атом Ha^rIpiio перетворюється на позитивно заряджений йоп Нагрію Na* (катіон Нагрію). Атом Хлору, приєднуючи 1 електрон, утворює негативно заряджений йоп Хлору Cl (аніон Хлору). Отже, під час взаємодії натрію з хлором валентний електрон атома Натрію переходить на зовнішній енергетичний рівень атома Хлору з утворенням різнойменно заряджених частинок.

Йони заряджені частинки, на які перетворюються атоми або групи атомів, коли вони втрачають або приєднують електрони.

Позитивно заряджені йони називають катіонами, а негативно заряджені аніонами.

Величина заряду попа залежить від кількості відданих або прийнятих електронів. Наприклад, віддаючи 2 електрони, атом Кальцію Ca" перетвориться па катіон Кальцію з зарядом 2+ Ca² . Якщо атом Нітрогену приєднає 3 електрони, то перетвориться па йоп Нітрогену з зарядом 3” N^s-. Зверніть увагу: заряд йона проставляють біля символу елемента вгорі праворуч, записуючи спочатку чисельне значення, а потім знаки «+» (для катіона) або (для аніона).

Утворення йонного зв’язку. З курсу фізики вам відомо, що протилежно заряджені частинки мають здатність притягуватися. Тому різнойменно заряджені йоии Натрію та Хлору притягуються за рахунок електростатичних сил притягання, утворюючи йонну сполуку — кристал (рис. 31).

За допомогою хімічних символів цю схему можна записати так:

Атоми й утворені ними йоии відрізняються між собою за:

а)    числом енергетичних рівнів (йоии металічних елементів);

б)    розмірами частинок (радіусами);

в)    наявністю зарядів у йоиів;

г)    властивостями.

Властивості атомів та йоиів різні, бо вони відрізняються за будовою.

Поясніть на конкретному прикладі, чим відрізняються йони: а) позитивно заряджений; б) негативно заряджений від відповідних їм атомів.

Поняття «молекула» для таких сполук — умовне. Здебіл ьиюго вживається поняття «формульна одиниця». Вона вказує на співвідношення йоиів у сполуці.

У рівняннях реакцій перехід електронів позначають стрілкою, що відходить від атома, який віддає електрони, до атома, що їх приєднує. Наприклад, утворення кристалу кухонної солі можна подати таким рівнянням:

Хімічний зв’язок між йоиами називають йоиним.

З нього випливає, що в йоішій сполуці є однакове число позитивних і негативних нарядів. Це означає, що сполуки, утворені нонами, — електронейтральні.

Порівнявши йониий зв'язок із ковалентним полярним, можна зробити висновок про те, що йонпий зв'язок є крайнім випадком полярного ковалентного.

ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ

• Йони — заряджені частинки, в які перетворюються атоми або групи атомів, коли вони втрачають або приєднують електрони. Позитивно заряджені йони називаються катіонами, а негативно заряджені — аніонами.

• Хімічний зв’язок між йонами називається йонним.

• Атоми й утворені ними йони відрізняються між собою за: а) числом енергетичних рівнів (йони металічних елементів); б) розмірами частинок (радіусами); в) наявністю зарядів у йонів; г) властивостями.

• У йонній сполуці є однакове число позитивних і негативних зарядів. Сполуки, утворені йонами, — електронейтральні.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

1.    Сформулюйте визначення: а) йонів; б) йонного зв’язку.

2.    Поясніть, яким чином утворюються позитивно й негативно заряджені йони.

3.    Поясніть відмінність між атомами й відповідними їм йонами.

4.    Класифікуйте речовини, подані формулами, за типом хімічного зв'язку: N₂, CaCI₂, KF, O₃, H₂O₁ AIBr₃, NH₃, H₂, SiH₄.

5.    Поясніть записи: a) Ca - 2е -> Ca²*; б) Br + 1е -> Br".

6.    Напишіть рівняння реакції між попарно взятими речовинами:

а) літієм і сіркою; б) сіркою і киснем; в) магнієм і хлором та вкажіть, де це можливо, перехід електронів.

• Йони використовують для очистки води на великих водоочисних станціях та в домашніх умовах. У фільтри вміщують пористий іонообмінний елемент, що очищає воду від катіонів Кальцію Ca²* та Магнію Mg²*, нафтопродуктів, хлору чи іржі. Додавання катіонів Аргентуму Ag* дає змогу ефективно боротися з мікробами.

• Йони F", СГ, Br, Г є мікроелементами, що життєво необхідні людині для нормального функціонування організму. Йони Флуору

беруть участь у процесах розвитку та нормального росту зубів й кісток, а також тканин ендодерми: епідермісу, волосся, нігтів. Йони Хлору регулюють водний баланс; йони Брому впливають на нервову систему; йони Іоду регулюють усі обмінні процеси в організмі, підтримують водно-сольову рівновагу, запобігають захворюванню на зоб, глухоті, паралічу, слабоумству.

Це матеріал з підручника Хімія 8 клас Савчин