Ионная связь

 В молекулах простых или сложных веществ, образованных атомами неметаллов, химические связи являются ковалентными (образованными за счет общих пар электронов). Если атомы неметаллов имеют разную электроотрицательность, то общая пара электронов смещена к атому с большим значением электроотрицательности. В этом случае образуется ковалентная полярная связь, например, в 6+ 6 - хлороводороде Н : С1: . В простых веществах металлах атомы связаны металлической связью за счет обобществленных электронов. Атомы металлов имеют на внешнем слое малое число электронов (1, 2, реже 3, 4) и легко отдают их для общего использования всеми атомами металла в образце. В этом параграфе мы изучим соединения металлов и неметаллов друг с другом. Металлы и неметаллы, соединяясь между собой, образуют огромное число сложных веществ. Например, хо90 рошо известная нам поваренная соль имеет состав ЫаС1 и называется «хлорид натрия». Как связаны атомы элементов в таких веществах? Составим электронные схемы и запишем электронные формулы атомов натрия и хлора: Ыа © ) ) ) или Ыа 11ё 2 8ё 1ё С1 © ) ) ) или • С1 : 17ё 2 8ё 7ё Сравним значения электроотрицательностей этих элементов (см. таблицу 2.2): ЭО (Ыа) = 0,9; ЭО (С1) = 3,0. Электроотрицательность хлора значительно больше, причем разность в значениях электроотрицательности натрия и хлора составляет 2,1. Когда атомы натрия и хлора сближаются и сталкиваются, атом хлора, имея большую электроотрицательность, перетягивает к себе единственный внешний электрон атома натрия. При этом хлор дополняет свой внешний слой до завершенного устойчивого восьмиэлектронного состояния (октета), а у атома натрия остается предпоследний, тоже устойчивый слой из восьми электронов: ц Ы а © ) ) ) + 17С 1 © ) ) ) --------- ► 11ё 2 8ё I 17ё 2 8ё 7ё I________________________* > 1 1Ыа © ) ) " + 17С1 © ) ) ) " 10ё 2 2 12 2 2 8 Заряженные частицы, в которые превращаются атомы в результате отдачи или приема электронов, называются ионами. Ионы бывают положительными и отрицательными. Атом натрия отдает один электрон и превращается в положительный ион с зарядом +1, потому что теперь заряд ядра (+11) на единицу больше, чем общее число оставшихся электронов (10): +11 + (-10) = +1. Атом хлора превратился в отрицательный ион, с зарядом -1: заряд ядра хлора +17, общее число электронов 91 / ^ ^ V О0 О -2 . ; стало 18, и их общий отрицательный заряд равен -18. Тогда суммарный заряд иона: +17 + (-18) = -1. Иначе говоря, нейтральный атом хлора принял один отрицательно заряженный электрон и получился отрицательный ион с зарядом -1 (0 - 1 = -1). Можно записать схему образования ионов №+ и С1-: или №+С1- Из физики мы знаем, что частицы с противоположными зарядами притягиваются. Притяжение положительных и отрицательных ионов происходит за счет сил, имеющих электростатическую природу. Химическая связь, возникающая между ионами в результате электростатического притяжения, называется ионной связью. — Для образования ионной связи различие в электроотрицательности элементов должно быть больше или равно 2. В хлориде натрия разность значений ЭО 2,1. Общая пара электронов, которая могла бы образоваться, полностью смещается к атому хлора, в результате образуется ионная связь. Ионная связь - это крайний случай полярной ковалентной связи. Ионная связь возникает между металлами главных подгрупп I и II групп и неметаллами VII и VI групп. Например, №Р, КР, ЫР, ЫС1, СаО, К20, Ыа20. Молекулы с ионной связью существуют только в газообразном состоянии вещества. При обычной температуре все ионные соединения являются ионными кристаллами, в которых нет отдельных молекул. Это как бы одна огромная молекула, состоящая из чередующихся положительных и отрицательных ионов. Например, в кристалле ЫаС1 (рис. 2.2) определенным образом чередуются ионы натрия Ыа+ и хлора С1-. Свойства веществ с ионной связью. Все вещества с ионной связью хрупки, плохо проводят тепло и не проводят электрический ток. Если насыпать 1-2 ложечки поваренной соли на металлическую сковороду и поставить ее на огонь, сковорода нагреется быстро, а до соли еще долго можно дотрагиваться рукой. Соль, в отличие от металла, нагревается № . + . С 1 : + № : С 1 : 92 медленнее. Это можно объяснить тем, что в металлах тепло передается от атома к атому обобществленными электронами, которые постоянно движутся. В случае веществ с ионной связью, например поваренной соли, ионы только слегка колеблются в кристалле соли и передают тепло постепенно. В твердом виде в ионных соединениях нет движущихся заряженных частиц, поэтому соль не проводит электрический ток. Большинство ионных соединений хорошо растворимы в воде. 1. Объясни, как образую тся ионы из атомов металлов и неметаллов. 2. Сф ормулируй определение иона. 3. Дай определение ионной связи. 4. При сближении атомов каких элементов м ож ет образоваться ионная связь? 5. О пиш и свойства веществ с ионной связью. 6 . Выбери вещества с ионной связью: а) оксид фосфора (V) Р20 5; б) хлорид калия КС1; в) вода Н2О; г) фторид натрия №Р. 7. Укажи вещества, кристаллы которы х состоят из ионов: а) хлорид калия (КС1); б) алмаз (С); в) вода (Н2О); г) иод (12); д) фторид натрия (№Р). 8 . Выбери верные ответы: 1) Элементы главной подгруппы I группы участвую т в образовании хим ической связи: а) ковалентной неполярной; б) ковалентной полярной; в) ионной. 2) Элементы главной подгруппы VII группы м огут участвовать в образовании хим ической связи: а) ионной; б) ковалентной неполярной; в) ковалентной полярной. Приведи прим еры соответствую щ их веществ. 9. Даны вещества: а) №С1, С12, НС1; б) КР, Р2, НР. Расположи эти вещества в порядке возрастания степени смещ ения общей пары электронов между атомами. Назови типы хим ических связей в этих веществах. Рис. 2.2. а) Расположение ионов в кристалле хлорида натрия; б) Внешний вид кристалла поваренной соли № С! 93 Р а б о т а в г р у п п е ■ Из предложенных формул простых и сложных веществ (а и б) выберите колонки, содержащие только вещества с ионной связью: а. СН4 КС! Н25 б. Н20 СаС12 NаС! МНз №Р N2 РНз СН4 КГ Н20 СаС!2 НС! НВг О2 и г Напишите схемы с ионной связью. образования ионов из атомов для каждого вещества ■ Выберите из задания , данного выше, молекулярные формулы веществ, которые имеют большое значение в повседневной жизни. Укажите области их применения. * ■ Используя таблицу растворимости (приложение 5), составьте формулы соединений в таблице: Ионы С1- 52- м о3- К+ Са2+ А13+ Информация для разработки творческой работы • Натрий и хлор входят в число 11 элементов, остро необходимых организму человека. Однако человек нуждается не в простых веществах - металлическом натрии № и токсичном газе С12, а в ионах №+ и С1-. Откуда можно взять эти ионы? Конечно, из хлорида натрия ЫаС! - одного из самых важных ионных продуктов питания. • В нашей стране продается иодированная поваренная соль для профилактики заболеваний щитовидной железы. В поваренную соль добавляют иодид калия К+1-. • В качестве успокоительного средства для нервной системы медики рекомендуют бром. Но простое вещество бром Вг2 очень ядовито - оно способно отравить, а не излечить! Наверное, вы уже догадались, что человек применяет бромид-ион Вг-, который входит в состав ионных кристаллов бромида натрия №+Вг и бромида калия К+Вг-.