Suatu zat yang dibentuk oleh ikatan kimia ionik. Abstrak: Ikatan ionik

Definisi 1

Ketika mempelajari struktur suatu molekul, muncul pertanyaan tentang sifat gaya-gaya yang menyediakan hubungan antara atom-atom netral yang menyusun komposisinya. Ikatan antar atom dalam suatu molekul disebut ikatan kimia.

Diklasifikasikan menjadi dua jenis:

• ikatan ionik;
• Ikatan kovalen.

Pembagiannya dilakukan secara bersyarat. Sebagian besar kasus ditandai dengan adanya fitur dari kedua jenis koneksi. Dengan bantuan studi yang terperinci dan empiris, dalam setiap kasus dimungkinkan untuk menetapkan hubungan antara derajat “ionisitas” dan “kovelensi” ikatan.

Telah dibuktikan secara eksperimental bahwa ketika suatu molekul dipisahkan menjadi atom-atom penyusunnya, kerja harus dilakukan. Artinya, proses pembentukannya harus dibarengi dengan pelepasan energi. Jika dua atom hidrogen dalam keadaan bebas, maka energinya lebih besar dibandingkan dengan atom dalam molekul H2 diatomik. Energi yang dilepaskan selama pembentukan suatu molekul dianggap sebagai ukuran kerja gaya interaksi yang mengikat atom-atom menjadi suatu molekul.

Eksperimen membuktikan bahwa munculnya gaya interaksi antar atom disebabkan oleh adanya elektron valensi eksternal atom. Hal ini dimungkinkan karena perubahan tajam dalam spektrum optik atom yang memasuki reaksi kimia dengan tetap mempertahankan spektrum karakteristik sinar-X atom tanpa perubahan, apa pun jenis senyawa kimianya.

Spektrum optik garis ditentukan oleh keadaan elektron valensi, dan karakteristik radiasi sinar-X ditentukan dengan menggunakan elektron internal, yaitu keadaannya. Interaksi kimia melibatkan elektron, sehingga memerlukan sedikit energi untuk mengalami perubahannya. Elektron terluar mempunyai fungsi ini. Mereka memiliki potensi ionisasi yang lebih rendah dibandingkan dengan elektron pada kulit bagian dalam.

Ikatan ionik

Ada anggapan tentang sifat ikatan kimia atom-atom dalam suatu molekul, yang menunjukkan munculnya gaya interaksi yang bersifat listrik antar elektron terluar. Untuk memenuhi syarat kestabilan, harus ada dua atom yang berinteraksi dengan muatan listrik yang berlawanan tanda. Jenis ikatan kimia hanya dapat diwujudkan pada beberapa molekul. Setelah interaksi atom, terjadi transformasi menjadi ion. Ketika sebuah atom memperoleh satu atau lebih elektron maka ia menjadi ion negatif dan yang lainnya menjadi ion positif.

Ikatan ion mirip dengan gaya tarik-menarik antara muatan yang berlawanan tanda. Jika ion natrium N a + yang bermuatan positif ditarik ke klorin negatif C l -, maka kita memperoleh molekul N a Cl, yang merupakan contoh nyata ikatan ionik.

Definisi 2

Dengan kata lain, ikatan kimia ionik disebut heteropolar (hetero – berbeda). Molekul dan jenis ikatan ionik - molekul ionik atau heteropolar.

Konsep ikatan ionik tidak memungkinkan penjelasan struktur dan struktur semua molekul. Tidak dapat dijelaskan mengapa sebuah molekul dapat terbentuk dari dua atom hidrogen netral. Karena polaritas atom hidrogen yang identik, tidak dapat diterima untuk berasumsi bahwa salah satu ion hidrogen bermuatan positif dan yang lainnya bermuatan negatif. Ikatan yang dimiliki atom hidrogen (antara atom netral) hanya dapat dijelaskan dengan mekanika kuantum. Ini disebut kovalen.

Ikatan kovalen

Ikatan kimia antara atom-atom netral dalam suatu molekul disebut kovalen atau homeopolar(homeo – sama). Molekul yang terbentuk berdasarkan ikatan tersebut disebut homeopolar atau atom.

Fisika klasik hanya mempertimbangkan satu jenis interaksi yang memungkinkan penerapannya antara dua benda - gravitasi. Karena gaya gravitasi kecil, sulit untuk menjelaskan interaksi dalam molekul homeopolar dengan bantuannya.

Ikatan kovalen terdiri dari keadaan kuantum tertentu dengan energi elektron tertentu di bidang inti. Jika jarak antar inti berubah, hal ini tercermin pada keadaan gerak elektron dan energinya. Dengan berkurangnya energi antar atom, energi interaksi antar inti meningkat, yang dijelaskan oleh aksi gaya tolak-menolak.

Ketika energi elektron berkurang seiring dengan berkurangnya jarak lebih cepat dari peningkatan energi interaksi nuklir, maka nilai energi total sistem menurun secara signifikan. Hal ini dijelaskan oleh aksi gaya-gaya yang cenderung mengurangi jarak antar inti dalam suatu sistem yang terdiri dari dua inti yang tolak-menolak dan sebuah elektron. Gaya tarik menarik yang ada terlibat dalam pembentukan ikatan kovalen suatu molekul. Kemunculannya dipicu oleh adanya elektron bersama, dengan kata lain, akibat pertukaran elektronik antar atom, yang berarti mereka dianggap sebagai pertukaran gaya kuantum.

Ikatan kovalen mempunyai sifat jenuh. Manifestasinya dimungkinkan karena valensi atom tertentu. Artinya, atom hidrogen berikatan dengan satu atom hidrogen, dan atom karbon dengan tidak lebih dari 4 atom hidrogen.

Koneksi yang diusulkan berkontribusi pada penjelasan tentang valensi atom, yang tidak diterima dalam fisika klasik. Artinya, sifat saturasi tidak jelas dari sudut pandang sifat interaksi dalam teori klasik.

Kehadiran ikatan kovalen diamati tidak hanya pada molekul diatomik. Hal ini merupakan karakteristik dari sejumlah besar molekul senyawa anorganik (nitrat oksida, amonia dan lain-lain).

Pada tahun 1927, teori kuantitatif ikatan kovalen untuk molekul hidrogen diciptakan oleh W. Heitler dan F. London, berdasarkan konsep mekanika kuantum. Mereka membuktikan penyebab munculnya suatu molekul dengan ikatan kovalen, yaitu: efek mekanika kuantum yang berhubungan dengan tidak dapat dibedakannya elektron. Penentuan energi ikat basa terjadi dengan adanya integral pertukaran. Putaran total molekul hidrogen adalah 0, tidak mempunyai momentum orbital, sehingga bersifat diamagnetik. Ketika dua atom hidrogen bertabrakan, sebuah molekul hanya muncul ketika putaran kedua elektron sejajar. Kondisi ini mendorong terjadinya tolakan atom hidrogen, sehingga molekul tidak dapat terbentuk.

Ketika dua atom identik dihubungkan melalui ikatan kovalen, susunan awan elektron dalam molekul menjadi simetris. Jika suatu ikatan menyatukan dua atom yang berbeda, maka letak awan elektronnya tidak simetris. Molekul dengan distribusi awan elektron yang asimetris mempunyai momen dipol permanen, yaitu polar. Ketika probabilitas untuk melokalisasi sebuah elektron di dekat salah satu atom lebih besar daripada probabilitas untuk menemukan elektron ini di dekat atom lain, terjadi transisi dari ikatan kovalen ke ikatan ionik. Tidak ada batas yang jelas antara ikatan ionik dan kovalen.

Contoh 1

Jelaskan keadaan ketika dua atom saling mendekat.

Larutan

Ketika jarak antara dua atom berkurang, beberapa situasi mungkin timbul:

1. Sepasang elektron atau lebih digunakan bersama di antara atom-atom yang bersangkutan. Mereka dapat berpindah antar atom dan tinggal di sana lebih lama dibandingkan di tempat lain. Ini membantu menciptakan kekuatan tarik-menarik.
2. Munculnya ikatan ion. Satu atau lebih elektron mampu berpindah ke elektron lain. Artinya, hal ini berkontribusi terhadap munculnya ion positif dan negatif yang menarik.
3. Tidak ada koneksi yang terjadi. Struktur elektronik kedua atom saling tumpang tindih dan membentuk satu sistem. Menurut prinsip Pauli, sistem seperti itu tidak sesuai hanya untuk keadaan kuantum dua elektron. Ketika berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi, sistem akan menerima lebih banyak energi, yang akan menyebabkan ketidakstabilan. Sekalipun prinsip Pauli terpenuhi, tanpa meningkatkan energi sistem, gaya tolak-menolak listrik akan muncul di antara elektron-elektron yang berbeda. Berdasarkan kondisi tersebut, pengaruh terhadap terciptanya koneksi jauh lebih kecil dibandingkan dengan prinsip Pauli.

Contoh 2

Energi ionisasi (potensial ionisasi) suatu unsur adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari suatu atom. Ini dianggap sebagai ukuran kekuatan pengikatan elektron terluar atau elektron. Jelaskan mengapa energi ionisasi litium lebih besar dari natrium, natrium lebih besar dari kalium, dan kalium lebih besar dari rubidium.

Larutan

Semua unsur di atas memiliki sifat logam alkali dan termasuk golongan pertama. Setiap atomnya mempunyai satu elektron terluar dalam keadaan s. Elektron pada kulit terdalam sebagian melindungi elektron terluar dari muatan inti + Z q e sebagai akibat dari muatan efektif yang menahan elektron terluar sama dengan + q e . Untuk menghilangkan elektron terluar dari atom tersebut, usaha harus dilakukan untuk mengubah atom logam alkali menjadi ion positif. Semakin besar ukuran atom, semakin besar jarak elektron valensi dari inti, namun gaya tarik menariknya semakin kecil. Golongan ini ditandai dengan penurunan energi ionisasi dari atas ke bawah menurut tabel periodik Mendeleev. Pertumbuhannya di setiap periode dari kiri ke kanan dikaitkan dengan peningkatan muatan dan jumlah elektron penyaringan internal yang konstan.

Jika Anda melihat kesalahan pada teks, silakan sorot dan tekan Ctrl+Enter

Ciri-ciri ikatan kimia

Doktrin ikatan kimia menjadi dasar dari semua teori kimia. Ikatan kimia dipahami sebagai interaksi atom yang mengikatnya menjadi molekul, ion, radikal, dan kristal. Ada empat jenis ikatan kimia: ionik, kovalen, logam dan hidrogen. Berbagai jenis ikatan dapat ditemukan pada zat yang sama.

1. Dalam basa: antara atom oksigen dan hidrogen pada gugus hidrokso ikatannya bersifat kovalen polar, dan antara logam dan gugus hidrokso bersifat ionik.

2. Dalam garam asam yang mengandung oksigen: antara atom non-logam dan oksigen dari residu asam bersifat kovalen polar, dan antara logam dan residu asam bersifat ionik.

3. Dalam garam amonium, metilammonium, dll., terdapat kovalen polar antara atom nitrogen dan hidrogen, dan antara ion amonium atau metilammonium dan residu asam - ionik.

4. Dalam peroksida logam (misalnya Na 2 O 2), ikatan antara atom oksigen bersifat kovalen, nonpolar, dan antara logam dan oksigen bersifat ionik, dll.

Alasan kesatuan semua jenis dan jenis ikatan kimia adalah kesamaan sifat kimianya - interaksi elektron-nuklir. Pembentukan ikatan kimia bagaimanapun juga merupakan hasil interaksi elektron-nuklir atom, disertai dengan pelepasan energi.

Metode pembentukan ikatan kovalen

Ikatan kimia kovalen adalah ikatan yang timbul antar atom akibat terbentuknya pasangan elektron bersama.

Senyawa kovalen biasanya berupa gas, cairan, atau padatan dengan titik leleh relatif rendah. Salah satu pengecualian yang jarang terjadi adalah berlian, yang meleleh di atas 3.500 °C. Hal ini dijelaskan oleh struktur intan, yang merupakan kisi kontinu dari atom karbon yang terikat secara kovalen, dan bukan kumpulan molekul individu. Faktanya, kristal berlian apa pun, berapapun ukurannya, merupakan sebuah molekul yang sangat besar.

Ikatan kovalen terjadi ketika elektron dari dua atom bukan logam bergabung. Struktur yang dihasilkan disebut molekul.

Mekanisme terbentuknya ikatan tersebut dapat bersifat pertukaran atau donor-akseptor.

Dalam kebanyakan kasus, dua atom yang terikat secara kovalen memiliki keelektronegatifan yang berbeda dan elektron yang digunakan bersama tidak dimiliki oleh kedua atom secara merata. Seringkali mereka lebih dekat ke satu atom dibandingkan dengan atom lainnya. Dalam molekul hidrogen klorida, misalnya, elektron yang membentuk ikatan kovalen letaknya lebih dekat dengan atom klor karena elektronegativitasnya lebih tinggi dibandingkan hidrogen. Namun, perbedaan kemampuan menarik elektron tidak cukup besar untuk terjadinya transfer elektron lengkap dari atom hidrogen ke atom klor. Oleh karena itu, ikatan antara atom hidrogen dan klor dapat dianggap sebagai persilangan antara ikatan ionik (transfer elektron lengkap) dan ikatan kovalen non-polar (susunan pasangan elektron yang simetris antara dua atom). Muatan parsial atom dilambangkan dengan huruf Yunani δ. Ikatan seperti ini disebut ikatan kovalen polar, dan molekul hidrogen klorida dikatakan polar, yaitu ujung yang bermuatan positif (atom hidrogen) dan ujung yang bermuatan negatif (atom klor).

1. Mekanisme pertukaran terjadi ketika atom membentuk pasangan elektron bersama dengan menggabungkan elektron yang tidak berpasangan.

1) H 2 - hidrogen.

Ikatan terjadi karena pembentukan pasangan elektron yang sama oleh elektron s atom hidrogen (tumpang tindih orbital s).

2) HCl - hidrogen klorida.

Ikatan terjadi karena pembentukan pasangan elektron bersama elektron s dan p (tumpang tindih orbital s-p).

3) Cl 2: Dalam molekul klor, ikatan kovalen terbentuk karena elektron p yang tidak berpasangan (orbital p-p tumpang tindih).

4) N ​​​​2: Dalam molekul nitrogen, tiga pasangan elektron yang sama terbentuk di antara atom.

Mekanisme donor-akseptor pembentukan ikatan kovalen

Penyumbang mempunyai pasangan elektron akseptor- orbital bebas yang dapat ditempati pasangan ini. Dalam ion amonium, keempat ikatan dengan atom hidrogen bersifat kovalen: tiga terbentuk karena penciptaan pasangan elektron yang sama oleh atom nitrogen dan atom hidrogen melalui mekanisme pertukaran, satu - melalui mekanisme donor-akseptor. Ikatan kovalen diklasifikasikan berdasarkan cara orbital elektron tumpang tindih, serta perpindahannya ke arah salah satu atom yang terikat. Ikatan kimia yang terbentuk akibat tumpang tindih orbital elektron sepanjang garis ikatan disebut σ - koneksi(obligasi sigma). Ikatan sigma sangat kuat.

Orbital p dapat tumpang tindih di dua wilayah, membentuk ikatan kovalen melalui tumpang tindih lateral.

Ikatan kimia yang terbentuk sebagai akibat tumpang tindih “lateral” orbital elektron di luar garis ikatan, yaitu pada dua daerah, disebut ikatan pi.

Menurut derajat perpindahan pasangan elektron yang sama ke salah satu atom yang dihubungkannya, ikatan kovalen dapat bersifat polar atau non-polar. Ikatan kimia kovalen yang terbentuk antara atom-atom dengan keelektronegatifan yang sama disebut non-polar. Pasangan elektron tidak berpindah ke atom mana pun, karena atom memiliki keelektronegatifan yang sama - sifat menarik elektron valensi dari atom lain. Misalnya,

yaitu, molekul zat non-logam sederhana terbentuk melalui ikatan kovalen non-polar. Ikatan kimia kovalen antara atom-atom unsur yang keelektronegatifannya berbeda disebut polar.

Misalnya, NH 3 adalah amonia. Nitrogen adalah unsur yang lebih elektronegatif daripada hidrogen, sehingga pasangan elektron bersama bergeser ke arah atomnya.

Ciri-ciri ikatan kovalen: panjang ikatan dan energi

Ciri khas ikatan kovalen adalah panjang dan energinya. Panjang ikatan adalah jarak antar inti atom. Semakin pendek panjang suatu ikatan kimia, semakin kuat ikatan tersebut. Namun, ukuran kekuatan ikatan adalah energi ikatan, yang ditentukan oleh jumlah energi yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan. Biasanya diukur dalam kJ/mol. Jadi, menurut data eksperimen, panjang ikatan molekul H 2, Cl 2 dan N 2 masing-masing adalah 0,074, 0,198 dan 0,109 nm, dan energi ikatannya masing-masing adalah 436, 242 dan 946 kJ/mol.

Ion. Ikatan ionik

Ada dua kemungkinan utama bagi sebuah atom untuk mematuhi aturan oktet. Yang pertama adalah pembentukan ikatan ionik. (Yang kedua adalah pembentukan ikatan kovalen, yang akan dibahas di bawah). Ketika ikatan ionik terbentuk, atom logam kehilangan elektron, dan atom nonlogam memperoleh elektron.

Bayangkan dua atom “bertemu”: atom logam golongan I dan atom nonlogam golongan VII. Sebuah atom logam memiliki satu elektron pada tingkat energi terluarnya, sedangkan atom non-logam hanya kekurangan satu elektron untuk melengkapi tingkat energi terluarnya. Atom pertama akan dengan mudah memberikan elektronnya kepada atom kedua, yang jauh dari inti dan terikat lemah padanya, dan atom kedua akan memberinya tempat kosong pada tingkat elektronik terluarnya. Kemudian atom, yang kehilangan salah satu muatan negatifnya, akan menjadi partikel bermuatan positif, dan partikel kedua akan berubah menjadi partikel bermuatan negatif karena elektron yang dihasilkan. Partikel seperti itu disebut ion.

Ini adalah ikatan kimia yang terjadi antar ion. Angka yang menunjukkan jumlah atom atau molekul disebut koefisien, dan angka yang menunjukkan jumlah atom atau ion dalam suatu molekul disebut indeks.

Sambungan logam

Logam mempunyai sifat tertentu yang berbeda dengan sifat zat lainnya. Sifat-sifat tersebut adalah suhu leleh yang relatif tinggi, kemampuan memantulkan cahaya, dan konduktivitas termal dan listrik yang tinggi. Ciri-ciri ini disebabkan oleh adanya jenis ikatan khusus pada logam - ikatan logam.

Ikatan logam merupakan ikatan antara ion-ion positif pada kristal logam akibat adanya tarik-menarik elektron yang bergerak bebas di seluruh kristal. Atom sebagian besar logam pada tingkat terluar mengandung sejumlah kecil elektron - 1, 2, 3. Elektron ini lepas dengan mudah, dan atom berubah menjadi ion positif. Elektron yang terlepas berpindah dari satu ion ke ion lainnya, mengikatnya menjadi satu kesatuan. Berhubungan dengan ion, elektron-elektron ini untuk sementara membentuk atom, kemudian putus kembali dan bergabung dengan ion lain, dan seterusnya. Suatu proses terjadi tanpa henti, yang secara skematis dapat digambarkan sebagai berikut:

Akibatnya, dalam volume logam, atom terus menerus berubah menjadi ion dan sebaliknya. Ikatan logam antara ion melalui elektron bersama disebut logam. Ikatan logam mempunyai beberapa kesamaan dengan ikatan kovalen, karena didasarkan pada pembagian elektron eksternal. Namun, dengan ikatan kovalen, elektron terluar yang tidak berpasangan hanya dari dua atom tetangga yang digunakan bersama, sedangkan dengan ikatan logam, semua atom ikut serta dalam pembagian elektron tersebut. Itulah sebabnya kristal dengan ikatan kovalen bersifat rapuh, tetapi dengan ikatan logam, biasanya bersifat ulet, konduktif listrik, dan memiliki kilau logam.

Ikatan logam merupakan karakteristik logam murni dan campuran berbagai logam - paduan dalam keadaan padat dan cair. Namun, dalam keadaan uap, atom-atom logam dihubungkan satu sama lain melalui ikatan kovalen (misalnya, uap natrium mengisi lampu kuning untuk menerangi jalan-jalan kota besar). Pasangan logam terdiri dari molekul individu (monoatomik dan diatomik).

Ikatan logam juga berbeda dengan ikatan kovalen dalam hal kekuatannya: energinya 3-4 kali lebih kecil daripada energi ikatan kovalen.

Energi ikatan adalah energi yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan kimia pada semua molekul penyusun satu mol suatu zat. Energi ikatan kovalen dan ionik biasanya tinggi dan berkisar antara 100-800 kJ/mol.

Ikatan hidrogen

Ikatan kimia antara atom hidrogen terpolarisasi positif dari satu molekul(atau bagiannya) dan atom terpolarisasi negatif dari unsur yang sangat elektronegatif memiliki pasangan elektron bersama (F, O, N dan lebih jarang S dan Cl), molekul lain (atau bagiannya) disebut hidrogen. Mekanisme pembentukan ikatan hidrogen sebagian bersifat elektrostatik, sebagian lagi d karakter penerima kehormatan.

Contoh ikatan hidrogen antarmolekul:

Dengan adanya hubungan seperti itu, bahkan zat dengan berat molekul rendah, dalam kondisi normal, dapat berupa cairan (alkohol, air) atau gas yang mudah dicairkan (amonia, hidrogen fluorida). Dalam biopolimer - protein (struktur sekunder) - terdapat ikatan hidrogen intramolekul antara oksigen karbonil dan hidrogen dari gugus amino:

Molekul polinukleotida - DNA (asam deoksiribonukleat) - adalah heliks ganda di mana dua rantai nukleotida dihubungkan satu sama lain melalui ikatan hidrogen. Dalam hal ini berlaku prinsip saling melengkapi, yaitu ikatan ini terbentuk antara pasangan tertentu yang terdiri dari basa purin dan pirimidin: timin (T) terletak berlawanan dengan nukleotida adenin (A), dan sitosin (C) terletak berlawanan. guanin (G).

Zat dengan ikatan hidrogen memiliki kisi kristal molekul.

7.1. Apa itu ikatan kimia

Pada bab sebelumnya, Anda telah mengenal komposisi dan struktur atom terisolasi dari berbagai unsur dan mempelajari karakteristik energinya. Namun di alam sekitar kita, atom yang terisolasi sangatlah jarang. Atom dari hampir semua unsur “cenderung” bergabung membentuk molekul atau partikel kimia lain yang lebih kompleks. Biasanya dikatakan bahwa dalam hal ini timbul ikatan kimia antar atom.

Elektron terlibat dalam pembentukan ikatan kimia. Anda akan mempelajari bagaimana hal ini terjadi dengan mempelajari bab ini. Namun pertama-tama kita perlu menjawab pertanyaan mengapa atom membentuk ikatan kimia. Kita dapat menjawab pertanyaan ini bahkan tanpa mengetahui apa pun tentang sifat hubungan ini: “Karena ini bermanfaat secara energik!” Namun, untuk menjawab pertanyaan dari mana perolehan energi ketika ikatan terbentuk, kita akan mencoba memahami bagaimana dan mengapa ikatan kimia terbentuk.

Sama seperti struktur elektronik atom, kimia kuantum mempelajari ikatan kimia secara rinci dan ketat secara ilmiah, dan Anda dan saya hanya dapat memanfaatkan beberapa kesimpulan terpenting yang dibuat oleh para ilmuwan. Dalam hal ini, untuk mendeskripsikan ikatan kimia kita akan menggunakan salah satu model paling sederhana, yang menyatakan adanya tiga jenis ikatan kimia (ionik, kovalen, dan logam).

Ingat - Anda dapat menggunakan model apa pun dengan kompeten hanya dengan mengetahui batasan penerapan model ini. Model yang akan kita gunakan juga mempunyai batas penerapannya. Misalnya, dalam kerangka model ini tidak mungkin menggambarkan ikatan kimia dalam molekul oksigen, sebagian besar borohidrida, dan beberapa zat lainnya. Model yang lebih kompleks digunakan untuk menggambarkan ikatan kimia dalam zat ini.

1. Jika atom-atom yang terikat sangat berbeda ukurannya, maka atom-atom kecil (cenderung menerima elektron) akan mengambil elektron dari atom-atom yang lebih besar (cenderung menyumbangkan elektron), dan terbentuklah ikatan ionik. Energi kristal ionik lebih kecil daripada energi atom terisolasi, sehingga ikatan ionik terjadi bahkan ketika atom gagal melengkapi kulit elektronnya dengan menyumbangkan elektron (mungkin tetap tidak lengkap). D- atau F-subtingkat). Mari kita lihat contohnya.

2. Jika atom yang terikat kecil( R Hai<1), то все они склонны принимать электроны, а отдавать их не склонны; поэтому отобрать друг у друга электроны такие атомы не могут. В этом случае связь между ними возникает за счет попарного обобществления неспаренных валентных электронов: один электрон одного атома и один электрон другого атома с разными спинами образуют пару электронов, принадлежащую обоим атомам и связывающую их. Так образуется Ikatan kovalen.
Pembentukan ikatan kovalen di ruang angkasa dapat dianggap sebagai tumpang tindih awan elektron dari elektron valensi tidak berpasangan dari atom yang berbeda. Dalam hal ini, sepasang elektron membentuk awan elektron bersama yang mengikat atom. Semakin besar kerapatan elektron di daerah tumpang tindih, semakin banyak energi yang dilepaskan ketika ikatan tersebut terbentuk.
Sebelum membahas contoh paling sederhana pembentukan ikatan kovalen, kita sepakat untuk menyatakan elektron valensi suatu atom dengan titik-titik di sekitar simbol atom tersebut, dengan sepasang titik mewakili pasangan elektron bebas dan pasangan elektron ikatan kovalen, dan titik-titik individu yang mewakili elektron tidak berpasangan. Dengan sebutan ini, konfigurasi elektron valensi suatu atom, misalnya fluor, akan diwakili oleh simbol, dan atom oksigen - . Rumus yang dibangun dari simbol-simbol tersebut disebut rumus elektronik atau rumus Lewis (ahli kimia Amerika Gilbert Newton Lewis mengusulkannya pada tahun 1916). Berdasarkan jumlah informasi yang dikirimkan, rumus elektronik termasuk dalam kelompok rumus struktur. Contoh pembentukan ikatan kovalen oleh atom:

3. Jika atom yang terikat berukuran besar ( R o > 1A), maka mereka semua sedikit banyak cenderung melepaskan elektronnya, dan kecenderungan mereka untuk menerima elektron orang lain tidak signifikan. Oleh karena itu, atom-atom besar ini juga tidak dapat membentuk ikatan ionik satu sama lain. Ikatan kovalen di antara keduanya juga ternyata tidak menguntungkan, karena kerapatan elektron di awan elektron terluar yang besar tidak signifikan. Dalam hal ini, ketika suatu zat kimia terbentuk dari atom-atom tersebut, elektron valensi dari semua atom yang terikat digunakan bersama (elektron valensi menjadi umum untuk semua atom), dan kristal logam (atau cairan) terbentuk di mana atom-atom dihubungkan oleh suatu ikatan logam.

Bagaimana cara menentukan jenis ikatan apa yang dibentuk oleh atom-atom unsur dalam suatu zat tertentu?
Menurut kedudukan unsur-unsur dalam sistem alam unsur kimia, misalnya:
1. Sesium klorida CsCl. Atom cesium (golongan IA) berukuran besar dan mudah melepaskan elektron, sedangkan atom klor (golongan VIIA) berukuran kecil dan mudah menerimanya, oleh karena itu ikatan pada sesium klorida bersifat ionik.
2. Karbon dioksida CO 2 . Atom karbon (golongan IVA) dan oksigen (golongan VIA) tidak jauh berbeda ukurannya - keduanya kecil. Mereka sedikit berbeda dalam kecenderungannya untuk menerima elektron, oleh karena itu ikatan dalam molekul CO2 bersifat kovalen.
3. Nitrogen N 2. Substansi sederhana. Atom-atom yang terikat itu identik dan kecil, oleh karena itu ikatan pada molekul nitrogen bersifat kovalen.
4. Kalsium Ca. Substansi sederhana. Atom-atom yang terikatnya identik dan cukup besar, oleh karena itu ikatan pada kristal kalsium bersifat logam.
5. Barium-tetraaluminium BaAl 4 . Atom kedua unsur tersebut berukuran cukup besar, terutama atom barium, sehingga kedua unsur tersebut cenderung hanya melepaskan elektronnya saja, sehingga ikatan pada senyawa ini bersifat logam.

OBLIGASI IONIK, OBLIGASI KOVALEN, OBLIGASI LOGAM, KONDISI PEMBENTUKANNYA.
1.Apa yang menyebabkan terjadinya penggabungan atom-atom dan terbentuknya ikatan kimia di antara atom-atom tersebut?
2.Mengapa gas mulia tidak terdiri dari molekul, tetapi atom?
3. Menentukan jenis ikatan kimia pada senyawa biner: a) KF, K 2 S, SF 4 ; b) MgO, Mg 2 Ba, DARI 2; c) Cu 2 O, CaSe, SeO 2. 4. Menentukan jenis ikatan kimia pada zat sederhana: a) Na, P, Fe; b) S8, F2, P4; c) Mg, Pb, Ar.

7.Z. Ion. Ikatan ionik

Pada paragraf sebelumnya, Anda telah diperkenalkan dengan ion, yang terbentuk ketika atom individu menerima atau menyumbangkan elektron. Dalam hal ini, jumlah proton dalam inti atom tidak lagi sama dengan jumlah elektron dalam kulit elektron, dan partikel kimia memperoleh muatan listrik.
Namun sebuah ion juga dapat mengandung lebih dari satu inti, seperti dalam sebuah molekul. Ion semacam itu adalah sistem tunggal yang terdiri dari beberapa inti atom dan kulit elektron. Berbeda dengan molekul, jumlah total proton dalam inti tidak sama dengan jumlah total elektron pada kulit elektron, sehingga muatan listrik ionnya tidak sama.

Jenis ion apa yang ada? Artinya, apa yang bisa membedakannya?
Berdasarkan jumlah inti atomnya, ion dibedakan menjadi sederhana(atau monatomik), yaitu mengandung satu inti (misalnya: K, O 2), dan kompleks(atau poliatomik), yaitu mengandung beberapa inti (misalnya: CO 3 2, 3). Ion sederhana adalah analog atom yang bermuatan, dan ion kompleks adalah analog molekul yang bermuatan.
Berdasarkan tanda muatannya, ion dibedakan menjadi kation Dan anion.

Contoh kation: K (ion kalium), Fe 2 (ion besi), NH 4 (ion amonium), 2 (ion tembaga tetraammine). Contoh anion: Cl (ion klorida), N 3 (ion nitrida), PO 4 3 (ion fosfat), 4 (ion heksasianoferrat).

Menurut nilai muatannya, ion dibagi menjadi tembakan tunggal(K, Cl, NH 4, NO 3, dst.), bermuatan ganda(Ca 2, O 2, SO 4 2, dst.) tiga pengisi daya(Al 3, PO 4 3, dst) dan seterusnya.

Jadi, kita menyebut ion PO 4 3 sebagai anion kompleks bermuatan tiga kali lipat, dan ion Ca 2 sebagai kation sederhana bermuatan ganda.

Selain itu, ion juga berbeda ukurannya. Ukuran ion sederhana ditentukan oleh jari-jari ion tersebut atau radius ionik. Ukuran ion kompleks lebih sulit dikarakterisasi. Jari-jari ion, seperti jari-jari atom, tidak dapat diukur secara langsung (seperti yang Anda pahami, ion tidak memiliki batas yang jelas). Oleh karena itu, untuk mengkarakterisasi ion terisolasi yang mereka gunakan jari-jari ionik orbital(contohnya ada di tabel 17).

Tabel 17. Jari-jari orbital beberapa ion sederhana

Terbentuk antara atom-atom dengan perbedaan elektronegativitas yang besar (>1,5 pada skala Pauling), di mana pasangan elektron bersama berpindah secara istimewa ke atom dengan elektronegativitas yang lebih tinggi. Ini adalah daya tarik ion sebagai benda yang bermuatan berlawanan. Contohnya adalah senyawa CsF, yang “derajat ionisitasnya” adalah 97%. Ikatan ionik adalah kasus ekstrim dari polarisasi ikatan polar kovalen. Terbentuk antara logam khas dan non logam. Dalam hal ini, elektron dari logam berpindah seluruhnya ke nonlogam, dan ion terbentuk.

$\backslash mathsf\; A\backslash cdot\; +\; \backslash cdot\; \backslash mathsf\; B\; \backslash ke\; \backslash mathsf\; A^+\; [:\; \backslash mathsf\; B^-]$

Terjadi tarik-menarik elektrostatik antara ion-ion yang dihasilkan, yang disebut ikatan ionik. Atau lebih tepatnya, tampilan ini nyaman. Faktanya, ikatan ionik antar atom dalam bentuk murninya tidak terjadi dimanapun atau hampir tidak terjadi dimanapun, pada kenyataannya, ikatan tersebut sebagian bersifat ionik dan sebagian lagi bersifat kovalen. Pada saat yang sama, ikatan ion molekul kompleks sering kali dianggap murni ionik. Perbedaan terpenting antara ikatan ionik dan jenis ikatan kimia lainnya adalah non-arah dan non-saturasi. Itulah sebabnya kristal yang terbentuk karena ikatan ionik tertarik pada berbagai kemasan padat ion-ion yang bersesuaian.

Karakteristik Senyawa tersebut memiliki kelarutan yang baik dalam pelarut polar (air, asam, dll). Hal ini terjadi karena bagian molekul yang bermuatan. Dalam hal ini, dipol pelarut tertarik ke ujung molekul yang bermuatan, dan, sebagai akibat dari gerak Brown, “merobek” molekul zat menjadi beberapa bagian dan mengelilinginya, mencegahnya untuk terhubung kembali. Hasilnya adalah ion dikelilingi oleh dipol pelarut.

Ketika senyawa tersebut dilarutkan, energi biasanya dilepaskan, karena energi total ikatan ion pelarut yang terbentuk lebih besar daripada energi ikatan anion-kation. Pengecualian adalah banyak garam asam nitrat (nitrat), yang menyerap panas ketika dilarutkan (larutan menjadi dingin). Fakta terakhir ini dijelaskan berdasarkan hukum-hukum yang dipertimbangkan dalam kimia fisika.

Contoh pembentukan ikatan ion

Mari kita perhatikan metode pembentukannya menggunakan contoh natrium klorida NaCl. Konfigurasi elektronik atom natrium dan klor dapat direpresentasikan sebagai berikut: $\backslash mathsf(Na^(11)\; 1s^22s^22p^63s^1)$ Dan $\backslash mathsf(Cl^(17)\; 1s^22s^22p^63s^23p^5)$. Ini adalah atom dengan tingkat energi yang tidak lengkap. Jelasnya, untuk melengkapinya, lebih mudah bagi atom natrium untuk melepaskan satu elektron daripada memperoleh tujuh elektron, dan bagi atom klor lebih mudah untuk memperoleh satu elektron daripada melepaskan tujuh elektron. Selama interaksi kimia, atom natrium melepaskan satu elektron sepenuhnya, dan atom klor menerimanya.

Secara skematis dapat ditulis seperti ini:

$\backslash mathsf(Na-e\; \backslash panah\; kanan\; Na^+)$- ion natrium, kulit delapan elektron yang stabil ( $\backslash mathsf(Na^(+)\; 1s^22s^22p^6)$) karena tingkat energi kedua. $\backslash mathsf(Cl+e\; \backslash panah\; kanan\; Cl^-)$- ion klorin, cangkang delapan elektron yang stabil.

Antar ion $\backslash mathsf(Na^+)$ Dan $\backslash mathsf(Cl^-)$ Timbul gaya tarik menarik elektrostatis yang mengakibatkan terbentuknya suatu sambungan.

Lihat juga

Tulis ulasan tentang artikel "Ikatan ionik"

Tautan

Kutipan yang mencirikan ikatan ion

Setelah mengelilingi seluruh barisan pasukan dari sayap kanan ke kiri, Pangeran Andrei naik ke baterai yang, menurut petugas markas, seluruh lapangan terlihat. Di sini dia turun dari kudanya dan berhenti di bagian terluar dari empat meriam yang telah dilepas dari anggota tubuhnya. Di depan senjata berjalan seorang prajurit artileri penjaga, yang berbaring di depan petugas, tetapi atas tanda yang diberikan kepadanya, dia melanjutkan perjalanannya yang seragam dan membosankan. Di belakang senjata ada anggota yang lentur, dan lebih jauh ke belakang ada tiang penahan dan tembakan artileri. Di sebelah kiri, tidak jauh dari senjata terluar, ada gubuk anyaman baru, dari mana suara-suara petugas yang bersemangat terdengar.
Memang dari baterai tersebut terdapat pemandangan hampir seluruh lokasi pasukan Rusia dan sebagian besar musuh. Tepat di seberang baterai, di cakrawala bukit di seberangnya, desa Shengraben terlihat; ke kiri dan ke kanan terlihat di tiga tempat, di antara asap api mereka, massa pasukan Prancis, yang tentunya sebagian besar berada di desa itu sendiri dan di belakang gunung. Di sebelah kiri desa, di dalam asap, sepertinya ada sesuatu yang mirip dengan baterai, tapi mustahil untuk melihatnya dengan baik dengan mata telanjang. Sisi kanan kami terletak di bukit yang agak curam yang mendominasi posisi Prancis. Infanteri kami ditempatkan di sepanjang itu, dan para dragoon terlihat di bagian paling pinggir. Di tengah, tempat baterai Tushin berada, dari mana Pangeran Andrei melihat posisinya, terdapat turunan dan pendakian paling landai dan lurus ke sungai yang memisahkan kami dari Shengraben. Di sebelah kiri, pasukan kami berbatasan dengan hutan, tempat api infanteri kami, yang sedang memotong kayu, sedang berasap. Garis pertahanan Perancis lebih lebar dari garis pertahanan kami, dan jelas bahwa Perancis dapat dengan mudah melewati kami dari kedua sisi. Di belakang posisi kami terdapat jurang yang curam dan dalam, sehingga artileri dan kavaleri sulit mundur. Pangeran Andrei, bersandar pada meriam dan mengeluarkan dompetnya, membuat sendiri rencana penempatan pasukan. Dia menulis catatan dengan pensil di dua tempat, bermaksud untuk mengkomunikasikannya kepada Bagration. Dia bermaksud, pertama, memusatkan semua artileri di tengah dan, kedua, memindahkan kavaleri kembali ke sisi lain jurang. Pangeran Andrei, yang terus-menerus bersama panglima tertinggi, memantau pergerakan massa dan tatanan umum dan terus-menerus terlibat dalam deskripsi sejarah pertempuran, dan dalam masalah yang akan datang ini tanpa sadar memikirkan arah operasi militer di masa depan hanya secara umum. Dia hanya membayangkan jenis kecelakaan besar berikut ini: “Jika musuh melancarkan serangan di sayap kanan,” katanya pada dirinya sendiri, “Grenadier Kiev dan Podolsk Jaeger harus mempertahankan posisi mereka sampai cadangan dari pusat mendekati mereka. Dalam hal ini, para dragoon dapat mengenai sayap dan membalikkannya. Jika terjadi serangan di tengah, kami menempatkan baterai pusat di bukit ini dan, di bawah perlindungannya, satukan sayap kiri dan mundur ke jurang dalam eselon,” dia beralasan dalam hati...

Ikatan kimia ionik adalah ikatan yang terbentuk antara atom-atom unsur kimia (ion bermuatan positif atau negatif). Jadi apa itu ikatan ionik dan bagaimana cara terbentuknya?

Ciri-ciri umum ikatan kimia ionik

Ion adalah partikel yang memiliki muatan yang diubah oleh atom dalam proses memberi atau menerima elektron. Mereka tertarik satu sama lain dengan cukup kuat, itulah sebabnya zat dengan jenis ikatan ini memiliki titik didih dan titik leleh yang tinggi.

Beras. 1. Ion.

Ikatan ionik adalah ikatan kimia antara ion-ion yang berbeda karena gaya tarik elektrostatisnya. Hal ini dapat dianggap sebagai kasus pembatas dari ikatan kovalen, ketika perbedaan keelektronegatifan atom-atom yang terikat begitu besar sehingga terjadi pemisahan muatan secara sempurna.

Beras. 2. Ikatan kimia ionik.

Secara umum diyakini bahwa obligasi menjadi elektronik jika EO >1,7.

Perbedaan nilai keelektronegatifan semakin besar jika letak unsur-unsur tersebut semakin jauh satu sama lain dalam tabel periodik berdasarkan periode. Ikatan ini merupakan ciri logam dan nonlogam, terutama yang terletak pada golongan terjauh, misalnya I dan VII.

Contoh: garam meja, natrium klorida NaCl:

Beras. 3. Diagram ikatan kimia ionik natrium klorida.

Ikatan ionik ada dalam kristal; kuat dan panjang, tetapi tidak jenuh dan tidak terarah. Ikatan ionik hanya merupakan karakteristik zat kompleks, seperti garam, basa, dan beberapa oksida logam. Dalam keadaan gas, zat tersebut ada dalam bentuk molekul ionik.

Ikatan kimia ionik terbentuk antara logam dan nonlogam. Elektron harus berpindah dari logam ke nonlogam, membentuk ion. Hasilnya adalah tarikan elektrostatik yang disebut ikatan ionik.

Faktanya, ikatan ionik sempurna tidak terjadi. Yang disebut ikatan ionik sebagian bersifat ionik dan sebagian lagi bersifat kovalen. Namun, ikatan ion molekul kompleks dapat dianggap ionik.

Contoh pembentukan ikatan ion

Ada beberapa contoh pembentukan ikatan ion:

• interaksi antara kalsium dan fluorida

Ca 0 (atom) -2e=Ca 2 + (ion)

– lebih mudah bagi kalsium untuk melepaskan dua elektron daripada mendapatkan elektron yang hilang.

F 0 (atom)+1е= F- (ion)

– fluor, sebaliknya, lebih mudah menerima satu elektron daripada melepaskan tujuh elektron.

Mari kita cari kelipatan persekutuan terkecil antara muatan ion-ion yang dihasilkan. Sama dengan 2. Mari kita tentukan jumlah atom fluor yang akan menerima dua elektron dari atom kalsium: 2: 1 = 2. 4.

Mari kita buat rumus ikatan kimia ionik:

Ca 0 +2F 0 →Ca 2 +F−2.

• interaksi natrium dan oksigen