Caratteristiche del legame ionico, come è formato, classificazione ed esempi

il legame ionico è quello in cui non esiste una condivisione equa di una coppia di elettroni tra due atomi. Quando ciò accade, una delle specie, la meno elettronegativa, acquisisce una carica elettrica positiva, mentre la specie più elettronegativa finisce con una carica elettrica negativa.

Se A è la specie electropositivee X l'elettronegativo, quindi quando il legame ionico si forma tra di loro, essi vengono trasformati in ioni A⁺ e X^-. la⁺ è la specie carica positivamente, che è chiamata catione; e X^- è la specie a carica negativa, l'anione.

L'immagine in alto mostra un legame ionico generale per qualsiasi due specie A e X. Le parentesi blu indicano che non esiste un legame chiaramente covalente tra A e X; in altre parole, non c'è presenza di A-X.

Si noti che A⁺ manca gli elettroni di valenza, mentre X^- circostante otto elettroni, cioè, incontra la regola dell'ottetto secondo legame di valenza (TEV) ed è isoelettronico anche il gas nobile periodo corrispondente (He, Ne, Ar, ecc).

Degli otto elettroni, due di loro sono verdi. Per quale motivo è diverso dal resto dei punti blu? Per sottolineare che la coppia verde è in realtà gli elettroni che dovrebbero essere condivisi nel collegamento A-X se fosse di natura covalente. Fatto che non avviene in questo modo nel collegamento ionico.

A e X interagiscono con le forze di attrazione elettrostatica (Legge di Coulomb). Questo differenzia i composti ionici da quelli covalenti in molte delle loro proprietà fisiche, come il punto di fusione e di ebollizione.

indice

• 1 Caratteristiche del legame ionico
• 2 Come si forma?
  • 2.1 Metalli alcalini e alogeni
  • 2.2 Metalli alcalini e calcogeni
  • 2.3 Metalli alcalino-terrosi con alogeni e calcogeni
• 3 Classificazione
• 4 Comportamento degli elettroni nel legame ionico
• 5 Esempi di legami ionici
• 6 riferimenti

Caratteristiche del legame ionico

-I legami ionici non sono direzionali, cioè esercitano una forza tridimensionale in grado di creare una disposizione cristallina, come il cloruro di potassio osservato nell'immagine sopra.

-Le formule chimiche che comprendono i composti ionici denotano la proporzione di ioni e non i loro legami. Quindi, KCl significa che esiste un catione K⁺ per ogni anione Cl^-.

-I legami ionici, poiché hanno un'influenza tridimensionale sui loro ioni, generano strutture cristalline che richiedono una grande quantità di energia termica per sciogliersi. In altre parole, mostrano punti di fusione e di ebollizione in contrasto con i solidi in cui predominano i legami covalenti.

-La maggior parte dei composti che interagiscono con legami ionici sono solubili in acqua o in solventi polari. Questo perché le molecole di solvente possono effettivamente circondare gli ioni, impedendo loro di incontrarsi di nuovo per formare la disposizione cristallina iniziale.

-Il legame ionico ha origine tra gli atomi con un grande divario tra le loro elettronegatività: un metallo e un non-metallo. Ad esempio, K è un metallo alcalino, mentre Cl è un elemento alogeno non metallico.

Come si forma?

Nell'immagine sopra, A rappresenta un metallo e X un atomo non metallico. Perché si verifichi il legame ionico, la differenza di elettronegatività tra A e X deve essere tale che la condivisione di coppie di elettroni del legame sia zero. Ciò significa che X manterrà la coppia di elettroni.

Ma da dove viene la coppia elettronica? Essenzialmente, delle specie metalliche. Essendo così in questo modo, uno dei due punti di colore verde è un elettrone trasferito dal metallo A a X non metallico, e quest'ultimo ha contribuito con l'elettrone aggiuntivo per completare la coppia.

In tal caso, a quali gruppi della tavola periodica appartengono A o X? Poiché A ha dovuto trasferire un singolo elettrone, è molto probabile che si tratti di un metallo del gruppo IA: i metalli alcalini (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr).

Mentre X, quando ha raggiunto l'ottetto di valenza aggiungendo un elettrone, è un elemento alogeno del gruppo VIIA.

Metalli alcalini e alogeni

I metalli alcalini hanno una configurazione di valenza ns¹. Perdendo quel singolo elettrone e diventando ioni monatomici M⁺ (Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺, P⁺) diventa isoelettronico al gas nobile che li precede.

Alogeni, d'altra parte, hanno la configurazione di valenza ns²np⁵. Per essere isoelettronici al gas nobile che viene, devono acquisire un elettrone aggiuntivo per avere una configurazione ns²np⁶, che ammonta a otto elettroni.

Sia i metalli alcalini che gli alogeni traggono beneficio dalla formazione del legame ionico per questo motivo, per non parlare della stabilità energetica fornita dalla disposizione dei cristalli.

Pertanto, i composti ionici formati da un metallo alcalino e un alogeno hanno sempre una formula chimica del tipo MX.

Metalli alcalini e calcogeni

I calcoli o gli elementi del gruppo VIA (O, S, Se, Te, Po) hanno a differenza degli alogeni una configurazione di valenza ns²np⁴. Pertanto, richiede due elettroni aggiuntivi anziché uno per rispettare l'ottetto di valenza. Per ottenere ciò con l'aiuto di metalli alcalini, devono ricevere un elettrone da due di essi.

Perché? Perché, ad esempio, il sodio può produrre un singolo elettrone, Na ∙. Ma se ci sono due sodio, Na ∙ e Na ∙, l'O può ricevere i suoi elettroni per diventare l'anione O^2-.

Una struttura di Lewis per il composto risultante sarebbe Na⁺ O^2- na⁺. Nota che per ogni ossigeno ci sono due ioni di sodio, e quindi la formula è Na₂O.

La stessa spiegazione può essere utilizzata per gli altri metalli e anche per gli altri calcoli.

Tuttavia, sorge la domanda: la combinazione di tutti questi elementi darà origine a un composto ionico? Ci saranno dei legami ionici in tutti loro? Per questo, sarebbe necessario confrontare le elettronegatività sia del metallo M che dei calcogeni. Se sono molto diversi, allora ci saranno dei legami ionici.

Metalli alcalino-terrosi con alogeni e calcogeni

I metalli alcalino-terrosi (Mr. Becamgbara) hanno la configurazione di valenza ns². Perdendo i loro soli due elettroni, diventano i Mioni²⁺ (essere²⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Sr.²⁺, Ba²⁺Ra²⁺). Tuttavia, le specie che accettano i loro elettroni potrebbero essere alogeni o calcogeni.

Nel caso degli alogeni, due di essi sono necessari per formare un composto, poiché singolarmente possono accettare solo un elettrone. Quindi, il composto sarebbe: X^- M²⁺ X^-. X può essere uno qualsiasi degli alogeni.

E infine, per il caso dei calcoli, essere in grado di accettare due elettroni sarebbe sufficiente a uno di essi per formare il legame ionico: M²⁺O^2-.

classificazione

Non esiste una classificazione del legame ionico. Tuttavia, questo può variare in base al carattere covalente. Non tutti i legami sono ionici al cento per cento, ma esibiscono, anche se molto leggermente, un prodotto di carattere covalente di una differenza di elettronegatività senza etichetta.

Ciò è evidente soprattutto con gli ioni molto piccoli e con cariche elevate, come Be²⁺. La sua alta densità di carica deforma la nuvola elettronica di X (F, Cl, ecc.), In modo tale da costringerlo a formare un legame con un elevato carattere covalente (ciò che è noto come polarizzazione).

Quindi, il BeCl₂ Sebbene sembri essere ionico, è in realtà un composto covalente.

Tuttavia, i composti ionici possono essere classificati in base ai loro ioni. Se questi consistono di semplici atomi caricati elettricamente, parliamo di ioni monatomici; mentre se è una molecola portante di una carica, sia essa positiva o negativa, stiamo parlando di uno ione poliatomico (NH₄⁺, NO₃^-, SO₄^2-, ecc.).

Comportamento degli elettroni nel legame ionico

Gli elettroni nel legame ionico rimangono nelle vicinanze del nucleo dell'atomo più elettronegativo. Dal momento che questa coppia di elettroni non può sfuggire a X.^- collegare in modo covalente con A⁺le interazioni elettrostatiche entrano in gioco.

I cationi A⁺ respingere gli altri A⁺e succede anche con gli anioni X.^- con gli altri. Gli ioni cercano di livellare le repulsioni su un valore minimo, in modo tale che le forze attrattive predominino su quelle repulsive; e quando riescono a raggiungerlo, sorge la disposizione cristallina che caratterizza entrambi i composti ionici.

In teoria, gli elettroni sono confinati all'interno degli anioni, e poiché gli anioni rimangono fissi nel reticolo cristallino, la conduttività dei sali nella fase solida è molto bassa.

Tuttavia, aumenta quando si sciolgono, poiché gli ioni possono migrare liberamente così come gli elettroni che possono fluire attratti dalle cariche positive.

Esempi di legami ionici

Un metodo per identificare i composti ionici è osservare la presenza di un anione metallico e non metallico o poliatomico. Quindi, calcola con una qualsiasi delle scale di elettronegatività la differenza tra questi valori per A e X. Se questa differenza è maggiore di 1,7, allora è un composto con legami ionici.

Esempi di questi sono i seguenti:

KBr: bromuro di potassio

BeF₂: fluoruro di berillio

na₂O: ossido di sodio

Li₂O: ossido di litio

K₂O: ossido di potassio

MgO: ossido di magnesio

CaF₂: fluoruro di calcio

na₂S: solfuro di sodio

NaI: ioduro di sodio

CsF: fluoruro di cesio

Inoltre, i composti ionici con ioni poliatomici possono essere presi:

Cu (NO₃)₂: nitrato di rame (II)

NH₄Cl: cloruro di ammonio

CH₃COONa: acetato di sodio

sr₃(PO₄)₂: fosfato di stronzio

CH₃COONH₄: acetato di ammonio

LiOH: idrossido di litio

KMnO₄: permanganato di potassio

riferimenti

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chimica. (8 ° ed.). CENGAGE Learning, p 251-258.
2. Chimica LibreTexts.Legami ionici e covalenti. Tratto da: chem.libretexts.org
3. Chimica 301. (2014). Legame ionico. Tratto da: ch301.cm.utexas.edu
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (16 agosto 2017. Esempi di legami ionici e composti). Tratto da: thoughtco.com
5. TutorVista. (2018). Legame ionico. Tratto da: chemistry.tutorvista.com
6. Chris P. Schaller, Ph.D. IM7. Quali legami sono ionici e quali sono covalenti? Tratto da: employees.csbsju.edu