A legjobb válasz
Az ionos kötés a vegyérték-elektron (ok) teljes átadása az atomok között. Ez egy olyan kémiai kötés, amely két ellentétesen töltött iont generál. Ionkötésekben a fém elveszíti az elektronokat, hogy pozitív töltésű kationká váljon, míg a nemfém elfogadja ezeket az elektronokat, hogy negatív töltésű anionokká váljanak.
Az ionos kötés tulajdonságai:
~ Ionos kötés kristályos ionos szilárd anyagok képződését eredményezi, amelyek ionokból állnak.
~ Az ionos szilárd anyagok magas olvadás- és forráspontúak.
~ Az ionos vegyületek olvadva vagy oldataikban jó vezetői villamos energiát mutatnak. ionok jelenléte miatt.
~ Oldódnak vízben vagy más poláros oldószerben, de nem oldódnak nem poláros oldószerekben.
~ Az ionos kötések poláros természetűek.
~ Az ionos kötések fémek és nemfémek, például NaCl, KBr stb. között jönnek létre.
~ A kovalens vegyületekkel ellentétben az ionos vegyületek szilárd állapotban léteznek.
Válasz
Az ionos kötés olyan kötés, amely eléggé megfordult ahhoz, hogy az egyik atomcsoportnak az összes elektront adományozza egy másik atomcsoport. Nincs azonban pusztán ionos kötés! Még az ionokból készült kristályok is részleges kovalens jellegűek a kristályokat alkotó atomok kötéseiben vagy kölcsönhatásaiban . Hagyományosan egy ionos kötés akkor jelenik meg, ha az egymással kölcsönhatásban lévő atomok elektronegativitása közötti különbség nagyobb, mint 1,7 Paulings. legyenek poláros kovalens kötések. Így az ionos kötéseknek részleges poláris kovalens jellege lehet és van is. Azoknál a atomok közötti kötéseknél, amelyekben az elektronegativitás-különbség alig vagy egyáltalán nincs, a kötést kovalensnek, de nem polárosnak tekintik. Az atomok szoros egymás melletti mozgatása növelheti a kovalens kötés karakterét, és megváltoztathatja a kötés kialakításához használt pályák hibridizációját. Az atomok távolabb helyezése különálló ionként választja el őket. vagy töredékek, jelentősen csökkent kovalens kötési karakterrel. Az atom körüli környezet befolyásolhatja a hozzá kapcsolódó atomok kötési tulajdonságait is. Az oldószerekben oldott atomok kölcsönhatásba lépnek az oldószermolekulákkal, és eltérő kötési karakterük lesz, mint a gáz vagy a plazma állapotban.
Gyakori az elektronsűrűség a lehetséges ionos kötések felismerésének módja, mivel az ionos kötések általában körirányúak (így nagyszerűek a kristályszerkezetek számára) és gömb alakúak. Amikor meghatározzuk az elektron sűrűségét számítási kémiai vagy röntgen-kristályográfiai módszerrel, azt keressük az atomokat vagy molekulát körülvevő elektronok meghatározott koncentrációjánál. Ezt izosfelületnek nevezzük, az elektronmennyiség egy izovalue. Az izovalúumok meghatározása során az egység kubikus angströmönként elektron. Az izovalue megváltoztatásával olyan felületeket kapunk, amelyek ugyanazon a rendszeren másképp néznek ki. Az alacsonyabb izovalúumok alacsony elektronkoncentrációt képviselnek, és általában távolabb helyezkednek el az atomoktól, míg a magas izovalúumok az elektronok magas koncentrációját írják le, amelyek közel vannak az atomokhoz. Ha alacsony molekulákat, kristályokat és rendszereket kellett használnunk, ezek kovalens kötésrendszernek fognak kinézni, még akkor is, ha nagy elektronegativitási különbségű atomokat tartalmaznak. Ennek a pontnak az illusztrálására GeF4-et veszünk, amely germániumot és fluort tartalmaz. Az elektronegativitás Pauling skálájában a Ge értéke 2,01 Pauling, míg a fluor 3,98 Pauling. Ennek 1,87 Pauling különbséggel kell rendelkeznünk, ami elegendő ahhoz, hogy ionkötéseket hozzunk létre ezek között az atomok között.
A GeF4 egy tetraéderes molekula, amelynek Ge-F kötése 1,644 angström hosszú. Ez a metán “ionos” analógja, a CH4, és találunk néhány meglepetést, ha megnézzük az alábbiakban található elektronsűrűséget (a sűrűség-funkcionális elmélettel Becke-3-Lee-Yang-Parr szinten számolva).
Így néz ki az elektronsűrűsége, 0,08 elektron / köbös angström izovalúttal. Szinte ionosnak tűnik, de még mindig jelentős átfedéseket mutat az egyes atomok között. Polár kovalens kötések megjelenését is kapjuk, amikor az alábbiakban az elektron sűrűség számításához alacsonyabb izovalúkat próbálunk ki. .
Közepes elektronsűrűség, 0,01 elektron / köbös angström. Még mindig úgy néz ki, mint egy tipikus poláris kovalens molekula, sokkal inkább CF4 vagy CCl4.
Alacsony elektronsűrűség, 0,002 elektron / köbös angström. Figyelje meg, hogy az elektronok izovalértékének csökkentése köbméteres angströmnél nagyobb felületet eredményez. Az ilyen felületek kovalens kötéseket mutatnak, még ionos anyagokban vagy szilárd anyagokban is. Így a GeF4 nem viselkedik pusztán ionos vegyületként, mivel elektronsűrűsége nagyban hasonlít a poláris kovalens vegyületekéhez.
A nátrium-klorid egy másik történet, ha az elektron sűrűségét nézzük. A nátrium elektronegativitási értéke 0,93 Pauling, míg a klór értéke 3,16 Paulings. Ez 2,23 Pauling különbséget eredményez, ami több, mint elegendő ahhoz, hogy teljesítsük a hagyományos az ionos kötés meghatározása. Könnyen megvizsgálhatjuk a kötést ebben a vegyületben, ha megnézünk egy NaCl-molekulát, amely egy tipikus sókristályban két vagy több milliárd atomot képvisel. A NaCl molekula nagy izovalújú elektronsűrűségű felülete lent van.
Figyelje meg a két atom körül az elektronsűrűség gömb alakját (Na a jobb oldalon, Cl a bal oldalon)? Ez az ionos kötés kiemelkedő tulajdonsága! A két atom 2,372 angströmp távolságra van egymástól, ami bőséges távolságot biztosít számukra az ionos kötés kialakulásához. Ha azonban csökkentjük a NaCl-molekula elektronsűrűség-felületének megszerzéséhez felhasznált izovalúciót, akkor elkezdünk kovalens kötést megjelenni, amikor az elektronok koncentrációja csökken, és távolabb kerülünk az atomoktól. A NaCl közepes és alacsony izovalú értékű felülete az alábbiakban látható:
Közepes elektronsűrűség, amely már mutatja a poláris kovalens kötés jellemzőit. Na a bal oldalon van, és Cl itt a megfelelő atom.
Alacsony elektronsűrűségű felület, több poláris kovalens kötés, mint az ionos kötés, amelyet korábban láttunk. Lehetséges, hogy minden ionos anyagnak van egy bizonyos elektronsűrűségű izovéje, ahol az ionos és a kovalens kötés összemosódni kezdenek. Ez az izovalue elektron sűrűségű felületeket állít elő egymástól alig érintkező különféle atomokból, és nagyon érzékeny a távolságra, a koordináló atomok számára, a környezeti hatásokra és még az izotópok helyettesítésére is.
A “tiszta ionos kötés” másik kérdése, hogy néhány tisztán homonukleáris kötés valóban ionosnak tűnhet! atomok. Ilyen példa a dinátrium, a Na2. Nátrium-plazmában vagy -gázban ennek a fémnek a molekuláris formái létezhetnek vagy fennmaradhatnak, és a két nátriumatom között 3,086 angstrom távolság van. Ha megnézzük ennek a molekulának a nagy elektronsűrűségű felületét, akkor szférikus eloszlást találunk az atomok körül!
Anélkül, hogy tudnánk, hogy ez egy homonukleáris kötés, sejtettük volna, hogy ez ionos kötés. Ha csökkentjük a dinátrium elektronsűrűségének izovalúcióját, akkor az ionos és kovalens kötés viselkedésének elmosódását találjuk, ugyanúgy, mint az alábbiakban a molekuláris NaCl fajokkal.
Itt a gömb alakúak kovalensebb kötésnek adnak helyet elektroneloszlás. Több kovalens kötést látunk, amikor tovább csökkentjük az atomok körül vizsgált elektronkoncentrációt.
Így a kovalens kötést nem tudjuk teljesen kiküszöbölni a atomok. Ott lesz, függetlenül attól, hogy az elektronok mennyire ferdén oszlanak meg az atomok között. Az izovalue felületek bizonyítják, hogy nincsenek tiszta ionos kötések. Az ionos kötés mindig részben kovalens. Ez a megállapítás a koordinátakötésekre is érvényes, mint a bór és a nitrogén között a borán-amin komplexekben. A BH3NH3 molekula jó modell a B-N kötés vizsgálatára, amelyet hagyományosan datatív kötésnek tekintenek. A nitrogénatom két elektronot ad a bóratomnak, és megváltoztatja a formális töltéseket a bór- és nitrogénatomok között. Amikor megnézzük ennek a komplexnek az elektronsűrűségét, azt találjuk, hogy a BN-kötés eltér a a BH és NH kötések, mivel a B (2,04 Paulings) és az N (3,04 Paulings) között az elektronegativitás különbsége nagyobb, mint a B vs. H és az N vs. H. A BN kötés különbsége 1 Pauling, tehát poláris kovalens kötésnek tekinthető.
A datív kötés miatt a poláris kovalens kötés szinte ionos ezen a magas izovalú felületen, de a B és N atomok közötti rövid távolság (1,842 angström) megnehezíti az elektronok tökéletes szférikus eloszlását. Az alacsonyabb izovalúciók jobb képet nyújtanak a poláris kovalens kötésről.
Ennél az értéknél nem vagyunk képesek megkülönböztetni a BH3NH3 etánból, C2H6, amelynek elektronsűrűség-felülete alacsonyabb. Az etán 1,512 angströmp hosszú CC-kötéssel rendelkezik, és nem tekinthető erős poláris kötésnek.
Mindent figyelembe véve fontos megérteni, hogy egyetlen kötvénytípus sem uralkodik teljesen. A kötés egyszerre lehet ionos, kovalens, fémes és sarki!