Іонний зв’язок
Іонний зв’язок – це хімічний зв’язок між катіонами та аніонами
Катіони та аніони – це заряджені частки, на які перетворюються атоми після віддачі або приєднання електронів.
Слід розуміти, що поняття іонного зв’язку досить відносно. До “чистих” іонних сполук можна віднести тільки ті речовини, у яких різниця в електронегативності атомів, які утворюють іонний зв’язок, дорівнює або більше 3. З цієї причини в природі існує дуже небагато (трошки більше десяти) суто іонних сполук – це фториди лужних та лужноземельних металів (наприклад, LiF; відносна електронегативність Li=1; F=4).
Тому, хіміки домовилися вважати іонними зв’язками такі сполуки, у котрих різниця електронегативностей атомів, що утворюють молекулу речовини, дорівнює або більше 2. (див. поняття електронегативності).
Na
На зовнішньому енергетичному рівні атома натрію є один електрон. Для переходу в стабільний стан натрій віддаватиме електрон (дивись Головний закон хімічної реакції). При цьому у нього “зникає” 3s-орбіталь, а кількість протонів (11) буде на один перевищувати кількість електронів (10). Тому нейтральний атом натрію перетвориться на позитивно заряджений іон – катіон.
Електронна конфігурація катіону натрію: Na+ 1s22s22p6
Особливо уважні читачі слушно скажуть, що така сама електронна конфігурація і у неону (Ne). То що ж, натрій перетворився на неон? Зовсім ні – не забувайте про протони! Їх, як і раніше; у натрію – 11; у неону – 10. Кажуть, що катіон натрію є ізоелектронним неону (оскільки їх електронні конфігурації однакові).
Підведемо підсумок:
- атом натрію та його катіон відрізняються одним електроном;
- катіон натрію має менший розмір, оскільки він втрачає зовнішній енергетичний рівень.
Cl
У хлору ситуація прямо протилежна – на зовнішньому енергетичному рівні у нього є сім валентних електронів і йому треба прийняти один електрон, щоб стати стабільним. При цьому відбудуться такі процеси:
- атом хлору приймає один електрон і стає негативно зарядженим аніоном (17 протонів та 18 електронів);
- електронна конфігурація хлору: Cl– 1s22s22p63s23p6
- аніон хлору є ізоелектронним аргону (Ar);
- оскільки зовнішній енергетичний рівень хлору “добудувався”, то радіус катіону хлору буде трохи більшим, ніж у “чистого” атома хлору.
NaCl
Виходячи зі сказаного вище, стає зрозуміло, що електрон, який віддає натрій, стає електроном, який отримує хлор.
У кристалічній решітці хлориду натрію кожен катіон натрію оточений шістьма аніонами хлору. І навпаки, кожен аніон хлору оточений шістьма катіонами натрію.
В результаті переміщення електрона утворюються іони: катіон натрію (Na+) та аніон хлору (Cl–). Оскільки протилежні заряди притягуються, утворюється стійке з’єднання NaCl (хлорид натрію) – кухонна сіль.
В результаті взаємного тяжіння протилежно заряджених іонів утворюється іонний зв’язок – стійка хімічна сполука.
Сполуки з іонними зв’язками називають солями
У твердому стані усі іонні сполуки є кристалічними речовинами.