Народна Освіта » Хімія » Йонний зв'язок. Йонні сполуки

НАРОДНА ОСВІТА

Йонний зв'язок. Йонні сполуки

Матеріал параграфа допоможе вам:

• з'ясувати, як сполучаються йони один з одним;

• зрозуміти будову йонних речовин;

• пояснювати фізичні властивості сполук, які складаються з йонів.

Йонний зв'язок. Йонні сполуки. Існує багато речовин, які утворилися внаслідок сполучення позитивно і негативно заряджених йонів, зумовленого дією електростатичних сил.

Взаємодію між протилежно зарядженими нонами в речовині називають йонним зв'язком.

Катіон і аніон притягуються один до одного тим сильніше, чим більший заряд кожної частинки і чим менша відстань між ними, а в разі їх контакту — чим менші їхні радіуси. Про це свідчить один із законів фізики.

Сполуки, що складаються з йонів, називають йонними сполуками.

До йонних сполук належать більшість оксидів металічних елементів, луги, сполуки лужних елементів із галогенами, Сульфуром тощо. Ці речовини містять катіони металічних елементів (наприклад, Na1, Ca2 , Al3 ). Аніонами в йонних оксидах є йони O2", в лугах — OH , в інших йонних сполуках — Cl", S2", NO3 тощо. Зауважимо, що жодна сполука двох неметалічних елементів, наприклад хлороводень HCl, вуглекислий газ CO2, йонів не містить.

Для того щоб скласти формулу йонної сполуки, потрібно знати, якими катіоном та аніоном вона утворена, а також заряди цих частинок. Оскільки кожна речовина є електронейтраль-ною, то в йонній сполуці сума зарядів усіх катіонів та аніонів дорівнює нулю.

ВПРАВА. Скласти хімічну формулу сполуки, яка містить йони Fe3'

і SOj-.

Розв'язання

Записуємо разом формули катіона й аніона: Fe3 SOi · Знаходимо найменше число, яке ділиться без залишку на значення зарядів йонів, тобто найменше спільне кратне чисел 3 і 2. Це — число 6. Поділивши його на 3 і 2, отримуємо відповідні індекси в хімічній формулі. Вилучивши заряди йонів, записуємо формулу сполуки: Fe2(SO1)3.

Формула йонної сполуки вказує на співвідношення в ній катіонів і аніонів. Наприклад, у літій оксиді Li2O:

 

Характеризуючи речовини, які складаються з йонів, використовують поняття «формульна одиниця». Формульною одиницею літій оксиду Li2O є наявна в хімічній формулі сукупність двох йонів Li' і йона O2-, а натрій гідроксиду NaOH — сукупність йона Na' і йона OH . Зміст запису 2NaCl такий: дві формульні одиниці сполуки (але не дві молекули, яких у йонній речовині не буває).

Будова нонних сполук. Йонні сполуки за звичайних умов, як правило, є кристалічними речовинами.

Кристал — це самоутворене тверде тіло, яке має плоскі грані та прямі ребра. Така форма є результатом чіткої послідовності в розміщенні атомів, молекул або йонів у речовині.

Кристали кожної речовини мають характерну форму (мал. 29). Якщо розглядати кухонну сіль

 

крізь збільшувальне скло, то можна побачити безбарвні кристали-кубики.

У кристалі йонної речовини кожен катіон перебуває в контакті з певною кількістю аніонів, а аніон — із такою самою або іншою кількістю катіонів. У будь-якому напрямку спостерігається чітке чергування катіонів та аніонів. Послідовність розміщення йонів усередині кристала залежить від складу речовини, тобто співвідношення катіонів і аніонів, а також від співвідношення радіусів цих частинок.

Крім кристалічних речовин, існують аморфні тверді речовини. До них, зокрема, належить скло. Воно складається з різних йонів, які безладно розміщені в речовині. Зі скла можна виготовити предмет будь-якої форми, але якщо його розбити, то отримаємо безформні уламки.

Кристалічні ґратки. Внутрішню будову кристалів описують за допомогою моделі, назва якої — кристалічні ґратки. Це схема чи об’ємний макет розміщення частинок у невеликому фрагменті кристала (мал. ЗО). За такою моделлю можна відтворити будову речовини в цілому.

Кульки в кристалічних ґратках імітують йони, атоми, молекули. Ці частинки перебувають у так званих вузлах кристалічних ґраток. У кулестержневих моделях (мал. ЗО, а) кульки мають довільні розміри й не торкаються одна одної. Використовують ще й масштабні моделі (мал. ЗО, б). У них радіуси кульок пропорційні

 

радіусам частинок, і найближчі кульки контактують одна з одною (частинки, як правило, щільно «упаковані» в кристалі). Кулестержнева модель є наочнішою, бо маленькі кульки в ній не заважають «зазирнути» всередину кристала.

Якщо в кристалічних ґратках йонної сполуки виділити найменший фрагмент, що повторюється, то він є формульною одиницею сполуки і відповідає її хімічній формулі (мал. 31).

Фізичні властивості йонннх сполук. Йони сполучаються один з одним досить міцно. Для того щоб зруйнувати йонний зв’язок, необхідно затратити чималу енергію. Цим пояснюють високі температури плавлення і кипіння більшості йонних речовин. Під час плавлення крис-

 

тали руйнуються, зв’язки між йонами послаблюються, а під час кипіння йони відокремлюються один від одного й «вилітають» із рідини. Натрій хлорид NaCl плавиться за температури 801 cC (її не можна досягти, нагріваючи речовину за допомогою спиртівки чи лабораторного газового пальника), а кипить за температури 1440 °С. Температури плавлення і кипіння іншої йонної сполуки — магній оксиду' MgO — ще вищі: 2825 і 3600 °С. Пояснити це можна так. Йони Mg' і О' мають більші заряди і менші радіуси, ніж йони Na1 і Cl відповідно, й тому міцніше сполучаються. Отже, щоб розплавити магній оксид, потрібно нагріти сполуку до вищої температури, ніж натрій хлорид.

Йонні речовини у твердому стані не проводять електричного струму, а в рідкому (розплавленому) стані є електропровідними.

Відомо, що електричний струм — це напрямлений рух заряджених частинок (електронів, йонів). У кристалі йони займають фіксовані положення й переміщуватися не можуть. Під час плавлення речовини кристали перетворюються на рідину, в якій йони рухаються в довільних напрямках. При зануренні в розплав електродів, з’єднаних із джерелом постійного струму (акумулятором), катіони починають рухатися до негативно зарядженого електрода, аніони — до позитивно зарядженого. Так у розплавленій йонній речовині виникає електричний струм.

Речовини молекулярної будови в жодному агрегатному стані не проводять електричного струму, бо складаються з електронейтральних частинок — молекул.

Йонний зв’язок — це взаємодія між протилежно зарядженими йонами в речовині.

До йонних сполук належать багато оксидів та інших сполук металічних елементів.

Більшість йонних сполук за звичайних умов перебуває у кристалічному стані. Ix будову описує модель — кристалічні ґратки. Кожний йон у кристалі йонної сполуки оточений кількома протилежно зарядженими йонами.

Ионний зв'язок досить міцний. Тому йонні речовини мають високі температури плавлення і кипіння, у розплавленому стані проводять електричний струм.

90. Який хімічний зв’язок називають йонним? Що таке йонні сполуки?

91. Укажіть хімічні формули, які належать йонним речовинам: CO2, O2, AI2O3, NH3, Na2S1 НСІ, BaF2, Fe. Поясніть свій вибір.

92. Напишіть формули йонів, із яких складаються:

а) оксиди ZnO1 Cr2O3;

б) основи LiOH, Ba(OH)2.

93. Складіть (Ьоомули сполук, угвооєних такими йонами:

94. Прокоментуйте зміст записів 2ВаО, 3Mg(N03)2, 4К2С03.

95. Що таке кристалічні гратки? Які частинки розміщені у вузлах кристалічних граток таких речовин: CaS, Li3N, BaH2, КОН?

96. Яка зі сполук, на ваш погляд, має вищу температуру плавлення:

а) Li2O чи Na2O;

б) CaO чи CaF2?

Відповіді обґрунтуйте і перевірте, знайшовши відповідну інформацію в інтернеті.

97. Обчисліть масові частки йонів у сполуках Mg3N2 і Mg(OH)2.

 

Це матеріал з підручника Хімія 8 клас Попель

 

Категорія: Хімія

Автор: admin от 19-09-2016, 01:47, посмотрело: 13777