- イオン結合の概念
- イオン結合はどのようにして形成されますか？
- イオン結合特性
- 融点
- 沸点
- 電気陰性
- タイプ
- イオン結合の例
- - 塩化マグネシウム
- -フッ化カリウム
- -硫化ナトリウム
- -水酸化リチウム
- -フッ化カルシウム
- - 炭酸ナトリウム
- - 炭酸カルシウム
- -過マンガン酸カリウム
- - 硫酸銅
- -水酸化バリウム
- -臭化アルミニウム
- -酸化鉄（III）
- -酸化ストロンチウム
- -塩化銀
- -その他
- 解決された演習
- -演習1
- -演習2
- -演習3
- 参考文献
イオン結合は存在する化学結合のタイプであり、反対に帯電したイオン間の静電引力が。つまり、正に帯電したイオンは負に帯電したイオンと結合を形成し、ある原子から別の原子に電子を移動します。
このタイプの化学結合は、1つの原子からの価電子が別の原子に永久に移動するときに発生します。電子を失う原子はカチオン（正に帯電）になり、電子を得る原子はアニオン（負に帯電）になります。
イオン結合の例：フッ化ナトリウム。ナトリウムは1つの価電子を失い、それをフッ素に渡します。Wdcf
イオン結合の概念
イオン結合は、イオンと呼ばれる帯電した粒子が相互作用して、イオンの固体と液体を生じさせる結合です。この結合は、数億個のイオン間の静電相互作用の産物であり、数個のイオンだけに限定されません。つまり、正電荷と負電荷の間の魅力を超えています。
たとえば、食卓塩としてよく知られているイオン性化合物の塩化ナトリウム、NaClを考えてみます。NaCl、イオン結合優勢で、それをNaから構成されて+およびCl -イオン。Na +は Clでながら、陽イオン又は陽イオンである- （塩化物）が負イオンまたは陰イオンです。
塩化ナトリウム中のNa +およびCl-イオンは、イオン結合によって結合されます。ソース：ウィキペディア経由のEyal Bairey。
Na両方+およびClは-反対の電荷のあることに引き付けられます。これらのイオン間の距離により、他のイオンが互いに近づくことができるため、NaClペアとペアが表示されます。Na +のカチオンは、それらが同じ電荷であるので、互いに反発し、同じことがClで互いに起こる-アニオン。
ナの何百万人もの時間が来る+とCl -イオンは、統一団結、できるだけ安定したような構造を作成するために管理するには、1つはイオン結合によって制御されます（上の画像）。Na +陽イオンはClでより小さい-アニオンため、外部電子に対するそれらの核の増加効果的な核力の。
NaClのイオン結合。Rhannosh / CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0）
イオン結合は、イオン（ナトリウムとの間の距離秩序構造を確立することを特徴とする+およびCl -他の固形物のそれと比べて小さいのNaClの場合に）。イオン結晶構造についてお話します。
イオン結合はどのようにして形成されますか？
イオン結合は、電子の分布が発生してイオンの電荷が発生する場合にのみ発生します。このタイプの結合は、中性粒子間では発生しません。陽イオンと陰イオンは必ず存在するはずです。しかし、彼らはどこから来たのでしょうか？
イオン結合の図。a）ナトリウムには正味の負電荷があります。b）ナトリウムは塩素に電子を放出します。ナトリウムは正味の正電荷で残り、塩素は正味の負電荷で残り、イオン結合が生成されます。数百万のNaとCl原子間のこのタイプの結合により、物理的な塩が生じます。OpenStax College / CC BY（https://creativecommons.org/licenses/by/3.0）
イオンが発生する経路はたくさんありますが、基本的には多くは酸化還元反応に基づいています。ほとんどの無機イオン化合物は、非金属元素（周期表のpブロックにあるもの）と結合した金属元素で構成されています。
金属は、陽イオンになるために酸化し、電子を失う必要があります。一方、非金属元素は還元されてこれらの電子を獲得し、陰イオンとなる。次の画像は、ナトリウムと塩素原子からNaClが形成されるこのポイントを示しています。
イオン結合の形成。出典：アラビア語ウィキペディアのShafei /パブリックドメイン
。この電子の分布が発生した場合のNa原子をNa、CLにその価電子の一方を供与+およびCl -イオンが形成されて直ちに静電引き合うし始めます。
したがって、ナと言われて+とClは-仮想的なのNa-Clでの共有結合のために期待されるかもしれないものとは異なり、電子の任意のペアを共有することはありません。
イオン結合特性
イオン結合は無指向性です。つまり、その力は単一の方向には存在せず、イオンを分離する距離の関数として空間全体に広がります。この事実は重要です。これは、イオンが強く結合していることを意味します。これは、イオン性固体のいくつかの物理的特性を説明します。
融点
イオン結合は、801℃の温度で塩が溶ける原因です。この温度は、さまざまな金属の融点に比べてかなり高いです。
これは、NaClがそのイオンがその結晶から自由に流れ始めるために十分な熱を吸収する必要があるためです。であること、のNa間のアトラクション+とClを-克服しなければなりません。
沸点
イオン性化合物の融点と沸点は、それらの強い静電相互作用、すなわちイオン結合のために特に高いです。ただし、この結合には多くのイオンが含まれるため、この動作は通常、分子間力ではなく、イオン結合によるものではありません。
塩の場合、NaClが溶解すると、同じ初期イオンで構成される液体が得られます。今だけ彼らはより自由に動く。イオン結合はまだ存在しています。Na +およびCl -イオン液体の表面に出会うは、気相中へ漏れる高い表面張力、防止イオンを作成します。
したがって、溶融塩は沸騰するためにその温度をさらに上げる必要があります。NaClの沸点は1465°Cです。この温度では、熱をNa間名所超え+およびClを-液中、NaClの蒸気圧力で形成し始めるように、大気圧に等しいです。
電気陰性
イオン結合は金属元素と非金属元素の間に形成されると以前は言われていました。つまり、金属と非金属の間。これは通常、無機イオン化合物に関してそうです。特に、NaClなどのバイナリタイプのもの。
電子のパーティションし（Naために+のCl - ）が発生するとしない共有し（Na-CL）、2原子間の電気陰性度の大きな差が存在しなければなりません。それ以外の場合は、2つの間にイオン結合はありません。おそらく、NaとClは互いに接近して相互作用しますが、すぐにClは電気陰性度が高いため、Naから電子を「受け取り」ます。
ただし、このシナリオは、NaClなどのバイナリ化合物MXにのみ適用されます。他の塩またはイオン性化合物の場合、それらの形成プロセスはより複雑であり、純粋に原子または分子の観点からアプローチすることはできません。
タイプ
静電現象は純粋に物理的であり、イオンが相互作用する方法、またはイオンが持つ原子の数のみが変化するため、イオン結合の種類は異なります。つまり、それらが単原子イオンまたは多原子イオンである場合です。同様に、各元素または化合物は、化合物の性質を定義する特徴的なイオンを発生させます。
例のセクションでは、この点について詳しく説明します。イオン結合は、すべての化合物で本質的に同じであることがわかります。これが満たされていない場合、イオン結合は特定の共有結合特性を持っていると言われています。これは、アニオンがカチオンと配位する多くの遷移金属塩の場合です。例えば、のFeCl 3鉄（Fe 3+ -Cl - ）。
イオン結合の例
いくつかのイオン性化合物が以下にリストされ、それらのイオンと比率が強調表示されます：
- 塩化マグネシウム
MgCl 2、マグネシウム（Mg 2+のCl - ）の1：2の比率（のMg 2+：2のCl - ）
-フッ化カリウム
KF、（K + F - 1の比（K：1）+：F - ）
-硫化ナトリウム
Na 2 S、（Na + S 2-）、2：1の比率（2Na +：S 2-）
-水酸化リチウム
LiOH、リチウム（Li + OH - ）、1：1 の比（リチウム+：OH - ）
-フッ化カルシウム
CaF 2、（CA 2+ F - 2比（CA：1）2+：2F - ）
- 炭酸ナトリウム
Na 2 CO 3、（Na + CO 3 2-）、2：1の比率（2Na +：CO 3 2-）
- 炭酸カルシウム
CaCO 3、（Ca 2+ CO 3 2-）、1：1の比率（Ca 2+：CO 3 2-）
-過マンガン酸カリウム
KMnO 4、（K +のMnO 4 - ）、1：1 の比（K +：のMnO 4 - ）
- 硫酸銅
CuSO 4、（Cu 2+ SO 4 2-）、1：1の比率（Cu 2+：SO 4 2-）
-水酸化バリウム
Ba（OH）2、（BA 2 + OH - ）、1：2 の比率（BA 2+：OH - ）
-臭化アルミニウム
AlBr 3、アルミニウム（Al 3+のBr - 3比（アル：1で、）3+：3BR - ）
-酸化鉄（III）
Fe 2 O 3、（Fe 3+ O 2-）、2：3の比率（2Fe 3+：3O 2-）
-酸化ストロンチウム
SrO、（Sr 2+ O 2-）、1：1の比率（Sr 2+：O 2-）
-塩化銀
塩化銀、銀（Ag +のCl - 1の比（銀：1）+：のCl - ）
-その他
-CH 3 COONa、（CH 3 COONa + 1）：1の比（CH 3 COO - ：のNa +）
- NH 4 I、（NH 4 + I - ）、1：1 の比（NH 4 +：I - ）
これらの各化合物は、化学式に対応する数百万のイオンが静電的に引き付けられ、固体を形成するイオン結合を持っています。イオン電荷の大きさが大きいほど、静電引力と反発力が強くなります。
したがって、イオン結合は、化合物を構成するイオンの電荷が大きいほど強くなる傾向があります。
解決された演習
ここでは、イオン結合の基本的な知識を実践するいくつかの演習があります。
-演習1
次の化合物のどれがイオン性ですか？オプションは、HF、H 2 O、NaH、H 2 S、NH 3、およびMgOです。
イオン性化合物は、定義により、イオン結合を持たなければならない。その構成要素間の電気陰性度の差が大きければ大きいほど、前記結合のイオン特性は大きくなる。
したがって、金属元素を含まないオプションは原則として除外されます：HF、H 2 O、H 2 S、NH 3。これらの化合物はすべて非金属元素のみで構成されています。NH 4 +カチオンは金属を含まないため、このルールの例外です。
残りのオプションはNaHとMgOで、非金属元素にそれぞれ金属NaとMgが結合しています。NaHし（Na + H - ）とMgO（のMg 2+ O 2-）イオン性化合物です。
-演習2
次の架空の化合物について考えてみましょう。Ag（NH 4）2 CO 3 I.そのイオンとは何ですか。
我々は、そのイオンに化合物を分解する：のAg +、NH 4 +、CO 3 2-およびI - 。2：1：1（銀これらは、比1以下の静電的に結合されている+：2NH 4 +：CO 3 2- I： - ）。 この手段NH量こと4 +カチオンは、二重のAgのことである+、CO 3 2-およびI -イオン。
-演習3
KBrは、Kから構成されて+およびBr -イオンが、電荷の大きさを有します。次に、CaS は2倍の大きさの電荷を持つCa 2+とS 2-イオンを所有しているため、CaSのイオン結合はKBrよりも強いと考えられます。また、後者はNa +およびSO 4 2-イオンで構成されているため、Na 2 SO 4よりも強力です。
CaSとCuOはどちらも2倍の大きさの電荷を持つイオンを含んでいるため、同じように強いイオン結合を持っている可能性があります。次に、Al 3+とPO 4 3-イオンを含むAlPO 4があります。これらのイオンは3倍の大きさの電荷を持つため、AlPO 4のイオン結合は以前のすべてのオプションよりも強くなるはずです。
そして最後に、勝者Pb 3 P 4があります。イオンで構成されていると仮定すると、これらはPb 4+およびP 3-になります。彼らの料金は最高です。したがって、Pb 3 P 4はおそらく最も強いイオン結合を持つ化合物です。
参考文献
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- 震えとアトキンス。（2008）。無機化学。（第4版）。Mc Graw Hill。
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- 百科事典ブリタニカの編集者。（2020年1月31日）。イオン結合。百科事典ブリタニカ。リカバリー元：britannica.com
- Chemicool辞書。（2017）。イオン結合の定義。回収元：chemicool.com