Нарисуйте схемы образования ионной связи при взаимодействии калия и брома


Рассмотрите схемы образования ионной связи между атомами

а) Калий — элемент I группы главной подгруппы, металл. Его атому легче отдать 1 внешний электрон, чем принять недостающие 7.
Кислород — элемент главной подгруппы VI группы, неметалл. Его атому легче принять 2 электрон, чем отдать 6 электронов:

б) Литий — элемент I группы главной подгруппы, металл. Его атому легче отдать 1 внешний электрон, чем принять недостающие 7.
Хлор — элемент главной подгруппы VII группы, неметалл. Его атому легче принять 1 электрон, чем отдать 7 электронов:

в) Магний — элемент II группы главной подгруппы, металл. Его атому легче отдать 2 внешних электрона, чем принять недостающие 6.
Фтор — элемент главной подгруппы VII группы, неметалл. Его атому легче принять 1 электрон, чем отдать 7 электронов:

Рассмотрите схемы образования ионной связи между атомами химических элементов. Химия. 8 класс. Габриелян. ГДЗ. § 10. Глава 1. Вопрос 2.

Помощь уже в пути, держи.
а) Рассмотрим схему образования ионной связи между натрием и
кислородом.
1. Натрий — элемент главной подгруппы I группы, металл. Его атому легче отдать I внешний электрон, чем принять недостающие 7:

1. Кислород— элемент главной подгруппы VI группы, неметалл.
Его атому легче принять 2 электрона, которых не хватает до завершения внешнего уровня, чем отдать 6 электронов с внешнего уровня.

1. Сначала найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавшихся ионов, оно равно 2(2∙1). Чтобы атомы Naотдали 2 электрона, их надо взять 2(2:1), чтобы атомы кислорода смогли принять 2 электрона, их нужно взять 1.
2. Схематично образование ионной связи между атомами натрия и кислорода можно записать так:

б) Рассмотрим схему образования ионной связи между атомами лития и фосфора.
I. Литий — элемент I группы главной подгруппы, металл. Его атому легче отдать 1 внешний электрон, чем принять недостающие 7:

2. Хлор— элемент главной подгруппы VII группы, неметалл. Его
атому легче принять 1 электрон, чем отдать 7 электронов:

2. Наименьшее общее кратное 1, т.е. чтобы 1 атом лития отдал, а атом хлора принял 1 электрон, надо взять их по одному.
3. Схематично образование ионной связи между атомами лития и хлора можно записать так:

в) Рассмотрим схему образования ионной связи между атомами
магния и фтора.
1. Магний— элемент II группы главной подгруппы, металл. Его
атому легче отдать 2 внешних электрона, чем принять недостающие 6:

2. Фтор — элемент главной подгруппы VII группы, неметалл. Его
атому легче принять 1 электрон, которого не хватает до завершения вешнего уровня, чем отдать 7 электронов:

2. Найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавшихся ионов, оно равно 2(2∙1). Чтобы атомы магния отдали 2 электрона, нужен только один атом, чтобы атомы фтора смогли принять 2 электрона, их нужно взять 2(2:1).
3. Схематично образование ионной связи между атомами лития и фосфора можно записать так:

 
 

Формирование ионных связей - Химия

Химия
Наука
  • Анатомия и физиология
  • астрономия
  • астрофизика
  • Биология
  • Химия
  • наука о планете Земля
.

Объясните образование ионных связей с примерами

Объясните образование ионных связей с примерами

Формирование ионных связей проиллюстрировано с использованием различных примеров

Прежде чем обсуждать образование хлорида калия, сульфида кальция и фторида магния, вам необходимо выяснить количество атомов металла и неметаллов, которые будут соединяться друг с другом, образуя каждое из ионных соединений. Это можно сделать с помощью умственного картирования, как показано ниже:

Образование хлорида калия, KCl

Люди также спрашивают

Образование сульфида кальция, CaS

Образование фторида магния, MgF

  • Атом магния имеет расположение электронов 2.8.2.
  • Атом магния имеет два валентных электрона.
  • Каждый атом магния теряет два электрона из своей валентной оболочки для достижения стабильного расположения электронов в октете (аналог неона из благородного газа). Образуется положительный ион , Mg 2+ .
  • Атом фтора имеет электронное расположение 2,7.
  • Атом фтора имеет семь валентных электронов.
  • Каждый атом фтора принимает один электрон в свою валентную оболочку для достижения стабильного расположения электронов в октете (аналог неона из благородного газа).Получен отрицательный ион , F - .
  • При образовании связи:
    • Один атом магния объединяется с двумя атомами фтора.
    • Атом магния теряет два электрона из своей валентной оболочки.
    • Эти два электрона переносятся на два атома фтора.
    • Каждый из двух атомов фтора принимает один электрон от атома магния.
    • Следовательно, образуются один ион магния, Mg 2+ и два фторид-иона, F - .
  • Образующиеся противоположно заряженные ионы Mg 2+ и F - затем сильно притягиваются друг к другу сильными электростатическими силами в кристаллической решетке, называемыми ионными связями , электровалентными связями или .
  • Следовательно, образуется ионное соединение фторида магния с электронным расположением, как показано на рисунке выше. Это соединение имеет формулу MgF 2 .
.

9.2: ионная связь и энергия решетки

навыков для развития

  • Описать характеристики ионной связи.
  • Для количественного описания энергетических факторов, участвующих в образовании ионной связи.

Ионы - это атомы или молекулы, которые электрически заряжены. Катионы заряжены положительно, а анионы заряжены отрицательно. Ионы образуются, когда атомы приобретают или теряют валентные электроны.Поскольку электроны заряжены отрицательно, атом, который теряет один или несколько электронов, станет положительно заряженным; атом, который получает один или несколько электронов, становится отрицательно заряженным. Ионная связь - это притяжение между положительно и отрицательно заряженными ионами. Эти противоположно заряженные ионы притягивают друг друга, образуя ионные сети или решетки . Электростатика объясняет, почему это происходит: противоположные заряды притягиваются и как заряды отталкиваются. Когда многие ионы притягивают друг друга, они образуют большие упорядоченные кристаллические решетки, в которых каждый ион окружен ионами противоположного заряда.Как правило, когда металлы реагируют с неметаллами, электроны переходят от металлов к неметаллам. Металлы образуют положительно заряженные ионы, а неметаллы образуют отрицательно заряженные ионы.

Свойства ионных соединений вытекают из упорядоченной кристаллической решетки плотно связанных заряженных частиц, которые составляют их. Ионные соединения имеют тенденцию иметь высокие точки плавления и кипения, потому что притяжение между ионами в решетке очень сильное. Перемещение ионов из решетки нарушает структуру, поэтому ионные соединения имеют тенденцию быть хрупкими, а не податливыми.Ионные соединения не проводят электричество в твердом состоянии, потому что ионы не могут свободно перемещаться по решетке; однако, когда ионные соединения растворены, они могут диссоциировать на отдельные ионы, которые свободно перемещаются через раствор и, следовательно, хорошо проводят электричество.

Генерация ионных связей

Ионные связи образуются, когда металлы и неметаллы химически реагируют. По определению, металл относительно стабилен, если он теряет электроны, образуя полную валентную оболочку, и становится положительно заряженным.Аналогично, неметалл становится стабильным, приобретая электроны, чтобы завершить свою валентную оболочку и стать отрицательно заряженным. Когда металлы и неметаллы реагируют, металлы теряют электроны, передавая их неметаллам, которые их получают. Следовательно, образуются ионы, которые мгновенно притягивают друг друга - ионная связь. В общем ионном соединении положительные и отрицательные заряды должны быть сбалансированы, потому что электроны не могут быть созданы или разрушены, только переданы. Таким образом, общее количество электронов, потерянных катионными компонентами, должно равняться общему количеству электронов, полученных анионными компонентами.

Ионные соединения удерживаются вместе электростатическими силами, которые описаны в классической физике в законе Кулона . Согласно этому закону, энергия электростатического притяжения (\ (E \)) между двумя заряженными частицами пропорциональна величине зарядов (\ (Q) 1 \) и \ (Q_2 \)) и обратно пропорциональна межъядерное расстояние между частицами (\ (r \)):

\ [E \ propto \ dfrac {Q_ {1} Q_ {2}} {r} \ label {Eq1a} \]

Энергия притяжения (\ (E \)) представляет собой тип потенциальной энергии , поскольку она основана на положении заряженных частиц относительно друг друга.Если две частицы имеют противоположные заряды (как в ионных соединениях), значение (\ (E \)) будет отрицательным, означая, что энергия составляет , а выделяется при сближении частиц, то есть частицы естественным образом притягивают . друг друга. Согласно закону Кулона, чем больше величина зарядов на каждой частице, тем сильнее будет притяжение. Так, например, Mg 2 + и O 2 будут иметь более сильное притяжение, чем Na + и Cl - , из-за больших зарядов.Кроме того, чем ближе заряды, тем сильнее притяжение. Следовательно, более мелкие ионы также образуют более прочные ионные связи.

В ионной решетке многие более двух заряженных частиц взаимодействуют одновременно, высвобождая количество энергии, известное как энергия решетки . Энергия решетки не совсем та, что предсказана законом Кулона, но применяются те же общие принципы электростатического притяжения. В ионном соединении значение энергии решетки соответствует силе ионной связи.

Пример

\ (\ PageIndex {1} \): хлорид натрия

Например, в реакции Na (натрия) и Cl (хлора) каждый атом Cl берет один электрон от атома Na. Поэтому каждый Na становится катионом Na + , а каждый атом Cl становится анионом Cl - . Из-за своих противоположных зарядов они притягивают друг друга, образуя ионную решетку. Формула (отношение положительных и отрицательных ионов) в решетке имеет вид \ (\ ce {NaCl} \).

\ [\ ce {2Na (s) + Cl2 (g) \ rightarrow 2NaCl (s)} \ nonumber \]

Эти ионы расположены в твердом \ (\ ce {NaCl} \) в правильном трехмерном расположении (или решетке):

NaCl решетка.(слева) 3-D структура и (справа) простой 2D срез через решетку. Изображения использованы с разрешения Википедии и Майка Блейбера.

Хлор обладает высоким сродством к электронам, а натрий обладает низкой энергией ионизации. Таким образом, хлор получает электрон от атома натрия. Это можно представить с помощью точечных символов Льюиса, показывающих валентные электроны в каждом атоме (здесь мы рассмотрим один атом хлора, а не Cl 2 ):

Изогнутая стрелка указывает на перенос электрона от натрия к хлору с образованием иона металла Na + и иона хлорида Cl - .Каждый ион теперь имеет полную валентную оболочку из восьми электронов:

Электронная конфигурация ионов

Если ионная связь становится сильнее для соединений с более заряженными ионами, почему натрий теряет только один электрон, образуя Na + , а не, скажем, Na 2+ ? Количество электронов, передаваемых между ионами, зависит не только от энергии, выделяющейся при образовании решетки, но также и от энергии, необходимой для отделения электронов от одного атома и добавления их к другому.Другими словами, энергия решетки, выделяемая при образовании ионного соединения, должна быть сбалансирована с необходимой энергией ионизации и электронным сродством образования ионов. Поскольку ион Na + имеет электронную конфигурацию благородного газа, удаление следующего электрона из этого стабильного расположения потребует больше энергии, чем выделяется при формировании решетки (натрий I 2 = 4560 кДж / моль). Таким образом, натрий присутствует в ионных соединениях в виде Na + , а не Na 2+ .Аналогично, добавление электрона для заполнения валентной оболочки (и достижения конфигурации электронов благородного газа) является экзотермическим или только слегка эндотермическим. Для добавления дополнительного электрона в новой подоболочке требуется огромная энергия - больше энергии решетки. Таким образом, мы находим Cl - в ионных соединениях, но не Cl 2 - . Как правило, элементы основной группы образуют только ионы с ближайшей электронной конфигурацией благородного газа - в противном случае энергии решетки было бы недостаточно для компенсации энергии ионизации / сродства к электрону

Типичные значения энергии решетки могут компенсировать такие большие значения, как I 3 для валентных электронов (т.е.е. может отделить до 3 валентных электронов от катионов). Поскольку большинство переходных металлов потребует удаления более 3 электронов, чтобы получить ядро ​​из благородного газа, они не обнаруживаются в ионных соединениях с ядром из благородного газа. Переходный металл всегда теряет электроны в первую очередь из более высокой «s» подоболочки, а затем теряет из основной «d» подоболочки. (Оставшиеся электроны в незаполненной d-оболочке являются причиной ярких цветов, наблюдаемых во многих соединениях переходных металлов!) Например, ионы железа , а не , образуют ядро ​​из благородного газа:

  • Fe: [Ar] 4s 2 3d 6
  • Fe 2+ : [Ar] 3d 6
  • Fe 3+ : [Ar] 3d 5

Некоторые ионы металлов могут образовывать ядро ​​из псевдо-благородных газов (и быть бесцветными), например:

  • Ag: [Kr] 5s 1 4d 10 Ag + [Kr] 4d 10 Соединение: AgCl
  • Cd: [Kr] 5s 2 4d 10 Cd 2+ [Kr] 4d 10 Соединение: CdS

Примечание: атомы серебра и кадмия потеряли 5s электроны в достижении ионного состояния.Помните, что атомы всегда теряли электроны из подоболочки с наивысшим квантовым числом n первым (т. Е. За 5 с до 4d).

Когда положительный ион образуется из атома, электроны всегда теряются первыми из подоболочки с наибольшим основным квантовым числом.

многоатомных ионов

Не все ионные соединения образуются только из двух элементов. Существует много многоатомных ионов , в которых два или более атомов связаны друг с другом ковалентными связями.Они образуют стабильную группу, которая несет заряд (положительный или отрицательный). Группа атомов в целом действует как заряженный элемент при образовании ионного соединения с противоположно заряженным ионом. Многоатомные ионы могут быть положительными или отрицательными, например:

  • NH 4 + (аммоний) = катион
  • SO 4 2- (сульфат) = анион

Принципы ионной связи с многоатомными ионами такие же, как и с одноатомными ионами.Противоположно заряженные ионы собираются вместе, образуя кристаллическую решетку, высвобождая энергию решетки. Исходя из форм и зарядов многоатомных ионов, эти соединения могут образовывать кристаллические решетки с интересными и сложными структурами.

Энергетика образования ионных связей

Ионные связи образуются, когда положительно и отрицательно заряженные ионы притягиваются электростатическими силами. Рассмотрим одну пару ионов, один катион и один анион. Насколько сильной будет сила их притяжения? Мы можем количественно переписать закон Кулона (Уравнение \ ref {Eq1a}) для любых двух заряженных частиц:

\ [E = k \ dfrac {Q_ {1} Q_ {2}} {r} \ label {Eq1b} \]

, где заряд каждого иона представлен символом \ ( Q \) , а межъядерное расстояние между частицами представлено (\ (r \)).Константа пропорциональности k равна 2,31 × 10 -28 Дж · м. Это значение \ ( к \) включает заряд одного электрона (1,6022 × 10 -19 С) для каждого иона. Уравнение также может быть записано с использованием заряда каждого иона, выраженного в кулонах (С), включенного в константу. В этом случае константа пропорциональности k равна 8,999 × 109 Дж · м / с

.

Смотрите также