Iontová vazba

Vznik iontové vazby mezi atomy sodíku a fluoru. Iontová vazba (heteropolární vazba nebo elektrovalentní vazba) je forma chemické vazby, která vzniká mezi atomy majícími rozdíl elektronegativit vyšší než je 1,7. V takovém případě atom s vyšší elektronegativitou přitáhne od druhého atomu elektron (více elektronů), který potřebuje k dosažení stabilní elektronové konfigurace a stane se záporným iontem (aniontem). Atom s nižší elektronegativitou se po ztrátě elektronu (více elektronů) stane kladným iontem (kationtem). Atomy jsou pak k sobě vázány především díky elektrostatické přitažlivé síle, která působí mezi částicemi s opačným nábojem. Vznik iontových vazeb (v procentech) v závislosti na rozdílu elektronegativity mezi atomy. Sloučeniny s iontovou vazbou se nazývají iontové sloučeniny a jejich hlavními představiteli jsou soli. Vznikají především mezi kovy nacházejícími se v 1. a 2. skupině periodické tabulky a nekovy v 6. a 7. skupině. Tyto prvky vytvářejí nejsilnější iontové vazby.

V iontových vazbách je v nejjednodušším případě kationtem atom kovu a aniontem atom nekovu. Ve složitějších případech se ionty mohou skládat z několika atomů a nazývají se pak molekulární ionty (například kationt NHb=4|p=+ v amonných solích, aniont SOb=4|p=2- v síranových solích).

Iontová vazba je (spolu s kovalentní vazbou a kovovou vazbou) hlavním typem chemické vazby. Čistě iontová vazba, při které jeden atom zcela přenáší elektron na druhý, však neexistuje. +more Všechny iontové sloučeniny mají určitý stupeň kovalentní vazby nebo sdílení elektronů. Termín iontová vazba tedy znamená, že iontový charakter sloučeniny je větší než kovalentní charakter. Vazby s částečně iontovými a částečně kovalentními znaky se nazývají polární kovalentní vazby.

Vznik iontové vazby

Závislost elektronové afinity na atomovém čísle. +more Halogeny ji mají vysokou, neboť přijetím elektronu získají konfiguraci nejbližšího vzácného plynu. Alkalické kovy ji mají nízkou, neboť k získání konfigurace nejbližšího vzácného plynu je pro ně výhodnější elektron odevzdat. Iontová vazba je výsledkem reakce mezi dvěma atomy majícími rozdíl elektronegativit vyšší než je 1,7:.

* Atomy prvního prvku (obvykle kovu, jehož ionizační energie je nízká) předávají část svých elektronů jinému prvku k dosažení stabilní elektronové konfigurace. Po odevzdání elektronů se tyto atomy stávají kationty. +more * Atomy druhého prvku (obvykle nekovu, jehož elektronová afinita je vysoká) přijímají jeden nebo více elektronů, aby dosáhly stabilní elektronové konfigurace. Po přijetí elektronů se tyto atomy stávají anionty. * Iontová vazba vznikne pouze tehdy, pokud je celková změna energie pro reakci příznivá.

Iontová vazba je typická například pro běžnou kuchyňskou sůl (chlorid sodný). Při reakci sodíku (Na) a chloru (Cl) dochází k tomu, že atomy sodíku ztratí elektron za vzniku kationtů (Na+) a atomy chloru získají elektron za vzniku aniontů (Cl−). +more Tyto ionty jsou pak k sobě přitahovány v poměru 1:1 za vzniku chloridu sodného (NaCl). Vytváření iontové vazby mezi atomy lithia (předává jeden elektron) a fluoru (přijímá jeden elektron)Příklady vzniku iontových vazeb:.

: Na + Cl → Na+ + Cl− → NaCl : Li + F → Li+ + F−→ LiF : Ca + Cl2 → CaCl2 : NH3 + HCl → NH4Cl : Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2 : 3Na + N → Nab=3|p=+N3−

Vlastnosti iontových vazeb

Iontové vazby jsou považovány za jedny z nejsilnějších ze všech typů chemických vazeb. Jsou proto velmi stabilní. +more Přitažlivé síly v iontové vazbě lze popsat pomocí Coulombova zákona a nacházejí se v rozmezí 170 a 1500 kJ/mol. * Mají vysokou vazebnou energii, která je daná středním množstvím energie potřebným k rozbití vazby v plynném stavu. * Jejich typickou vlastností je dobrá rozpustnost ve vodě, při které dochází k jejich disociaci (rozpadu) na ionty, z nichž jsou složeny. * Ve vodě nebo jiném polárním rozpouštědle podléhají iontové sloučeniny solvataci, při které ztrácejí svou krystalovou mřížkovou strukturu a rozpadají se na ionty. * Iontové sloučeniny vedou elektrický proud jako roztavené nebo v roztoku, v pevné stavu ji obvykle nevedou. Transport náboje je prováděn ionty. Proto se iontové vodiče nazývají vodiče 2. řádu - elektrolyty. * Mají obecně vysoký bod tání a varu. Čím vyšší mají náboje, tím silnější jsou kohezní síly a tím vyšší je jejich bod tání a varu. Je to způsobeno vazebnými sílami v krystalech, které jsou nezávislé na směru a tím jsou velmi stabilní.

Krystalová mřížka

Krystalová mřížka kuchyňské soli (chlorid sodný NaCl): fialové koule jsou kationty Na+, zelené koule jsou chloridové anionty Cl−. +moreElektrostatická přitažlivost mezi anionty a kationty vede k vytvoření pevné látky s krystalovou mřížkou, ve které jsou ionty střídavě naskládány na sebe. V takové mřížce obvykle není možné rozlišit diskrétní molekulární jednotky, takže vytvořené sloučeniny nejsou molekulární.

* Vzhledem k tomu, že elektrostatické pole se šíří rovnoměrně ve všech prostorových směrech, vznikají velmi pravidelné iontové mřížky.

* Energie mřížky je určena vzájemnou přitažlivostí kationtů a aniontů. * Tvar mřížky je určen dvěma faktory - relativním nábojem iontů a jejich relativní velikosti. +more * Tyto krystalové mřížky jsou obvykle tvrdé a křehké. * Krystaly prvků hlavních skupin jsou často bezbarvé, protože valenční elektrony jsou obvykle silně vázány a mohou být excitovány pouze fotony s vyšší energií, než je energie viditelného světla.

* Některé struktury jsou převzaty celou řadou sloučenin. Například strukturu kamenné soli (chloridu sodného NaCl) má mnoho alkalických halogenidů a binárních oxidů (například oxid hořečnatý).

Související články

Chemická vazba * Kovalentní vazba * Kovová vazba * Elektronegativita

Reference

Externí odkazy

Kategorie:Ionty Kategorie:Kvantová chemie Kategorie:Chemické vazby