Следователно първото свойство на йонна връзка е ненаситена връзка
Основи на химията
Следователно първото свойство на йонна връзка е ненаситена връзка.
Ненаситеността на йонната връзка води до факта, че всички йонни съединения са кристални вещества с високи точки на топене и кипене. Само в кристално съединение, поради образуването на определена кристална решетка, в която всеки йон е заобиколен от редица йони с противоположен знак, линиите на полето компенсират. Кристалната решетка на NaCl е изградена от две гранецентрирани кубични подрешетки, едната от които се състои от Na+ йони, другата от Cl- йони, преместени една в друга с половината от ръба на куба. Числото, показващо колко йони с противоположен знак обграждат даден йон в кристал, се нарича координационно число. Координационното число зависи от размера на йоните и се определя от отношението на йонните радиуси. И така, при съотношение на йонни радиуси в диапазона 0,41-0,73, то е равно на 6, а при съотношение на йонни радиуси 0,73-1,37, координационното число е 8. Координационното число на NaCl решетката е 6, което означава, че натриевият йон (в NaCl кристала) обгражда шест хлорни йона и, обратно, хлорният йон обгражда шест натриеви йона .
Когато представяме натриевия хлорид (готварска сол) със символа NaCl, допускаме известна неточност. Трябва да се напише NaCl-кристал или (NaCl)n. Дори в парообразно състояние на натриев хлорид, заедно с единични молекули, присъстват сътрудници (NaCl)2 и (NaCl)3.
Второто свойство на йонната връзка е, че тя е ненасочена. Невъзможно е да се определи посоката, в която хлорният йон се приближава към натриевия йон, за всеки йон всички посоки са еквивалентни и от всяка страна един йон може да се приближи до друг. В сравнение с ковалентната връзка, в ковалентните молекули взаимодействието между атомите се осъществява в посокатаразпределение на електронния облак и ковалентните молекули имат определена геометрична конфигурация, йонните молекули нямат такова свойство.
Както беше казано, веществата, образувани от йонни молекули, при нормални условия са твърди кристални вещества с високи точки на топене. (tm NaCl - 800 0C; tm NaF - 995 0C). Това показва силата на връзката в кристала. Енергията на йонната връзка (Eb(ion.)) е висока. В допълнение към енергията на електростатичното взаимодействие Ee, енергията на свързване (Eb) включва енергията на електронен афинитет (Esr) на неметала и йонизационната енергия на металния атом (I). Изчислението показва, че енергията на йонната връзка на молекулата NaCl е 422,6 kJ/mol.
ENaCl \u003d Ee - Esr + I \u003d 5.7-5.1 + 3.7 \u003d 4.3 eV \u003d 422.6 kJ / mol.
Но преди да се разруши връзката между атомите в молекулата на NaCl, е необходимо да се разруши кристалната решетка на това вещество. Следователно е необходимо допълнително потребление на енергия. Изчисленията показват, че енергията на кристалната решетка (NaCl)n е 764 kJ/mol.
Йонната връзка възниква не само между простите йони, тя се осъществява и между сложните йони: катиони NH4+, [Cu(NH3)4]+ и аниони NO3-, SO42-, CO32-, [PtCl6]2- и др.
За единица валентност на атомите в йонните съединения се приема единичният заряд на йона. Например в йонната молекула NaCl натриевият атом има заряд (+1), а хлорният атом (-1). Следователно и двата атома са едновалентни.
4.5. Донорно-акцепторна връзка.
Като се има предвид ковалентната връзка, установихме, че тя се образува в резултат на припокриването на едноелектронни валентни облаци от взаимодействащи атоми. Така азотен атом взаимодейства с три едноелектронни облака, например с три водородни атома, образувайки амонячна молекула NH3. з
Но азотният атом има отвънНа квантово ниво има още два електрона, разположени на подниво 2s, и атомът няма възможност да ги раздвои. Възниква въпросът: може ли двойка електрони в 2s орбитала да образува химическа връзка? Оказва се, че може. Но това изисква определени условия, а именно наличието на свободна орбитала.
Такова взаимодействие, т.е. взаимодействието, дължащо се на двойка електрони (нарича се „самотен“) на един атом и свободна орбитала на друг атом се нарича донорно-акцепторна връзка, а химическата връзка, образувана от това взаимодействие, се нарича донорно-акцепторна връзка.
Следователно необходимо условие за образуването на донорно-акцепторна връзка е наличието на неподелена електронна двойка на един атом (молекула) и свободна орбитала на друг атом (молекула). Несподелената двойка на донора заема свободната орбитала на акцептора. Образува се двуелектронна орбитала, която обслужва и двата атома (донорен атом и акцепторен атом).
Ако се обърнем към амоняка, тогава молекулата на NH3 може да образува донорно-акцепторна връзка с всяка друга молекула, чиито атоми имат свободни орбитали.
Например, NH3 лесно взаимодейства с молекулата на HCl. В полярната молекула HCl общата електронна двойка (областта на орбитално припокриване) е силно изместена към по-електроотрицателния хлорен атом. В този случай орбиталата на водородния атом е практически свободна и може да приеме електронната двойка на донора (азотния атом), образувайки допълнителна връзка. HH
H – N: + H: Cl H – N : HCl
В резултат на донорно-акцепторното взаимодействие на две неутрални молекули NH3 и HCl се получава ново съединение - амониев хлорид.
H донорно-акцепторна връзка.
Донорно-акцепторната връзка обикновено се обозначава с пунктирана линия (- - -).
Съгласно донорно-акцепторния принцип такива две неутрални молекули лесно взаимодействат: BF3 и HF. Борът има свободна орбитала на подниво 2p, докато флуорът има несподелена двойка електрони. Борът е акцептор, а флуорът е донор.
F - B + :F - H F - B : F H+. Образуван комплекс (комплекс)
Новата, по-сложна молекула H[BF4] е абсорбирала три типа връзки: между комплексния анион BF4– и катиона H+ има йонна връзка. В аниона BF4– три флуорни атома са свързани с бор чрез ковалентен принцип, а четвъртият флуор е свързан с бора чрез донорно-акцепторно взаимодействие. Ф-
Както може да се види от разгледаните примери, донорно-акцепторната връзка обединява прости молекули в комплекси. Например, ZnSO4 лесно реагира с амоняк, за да образува комплексно съединение, тетраамин цинков сулфат.
ZnSO4 + 4NH3 = [Zn(NH3) 4]SO4
Заедно с междумолекулната, донорно-акцепторната връзка понякога възниква като допълнителна връзка в рамките на една молекула (вътремолекулна)
Помислете за два примера:
В невъзбудено състояние въглеродният атом има два несдвоени електрона в p-поднивото и свободна p-орбитала. Кислородният атом на p-подниво съдържа два несдвоени електрона и една електронна двойка.