بخش ۳ : ترکیبهای یونی


خلاصه فصل سوم شیمی 2

بخش ۳ : ترکیبهای یونی

در بخش قبل ملاحظه کردید که اتم های گازهای نجیب دارای آرایش پایدار هستند زیرا تمام اوربیتال های لایه ظرفیت آنها پرشده است ( ns2  -  np6). اتم های دیگر هم تمایل دارند که خود را به آرایش الکترونی گاز نجیب قبل یا بعد از خودشان برسانند. وقتی اتمی به آرایش هشتایی پایدار می رسد، از واکنش پذیری آن کاسته می شود و دیگر تمایلی به تشکیل پیوندهای دیگر از خود نشان نمی دهد.

مشاهده ها نشان می دهد که فلزها با از دست دادن الکترون های ظرفیت خود به آرایش هشتایی می رسند و تبدیل به کاتیون (یون مثبت) می شوند. در حالی که نافلزها  با گرفتن  الکترون به این آرایش پایدار می رسند و تبدیل به آنیون (یون منفی) می شوند.

یون های تک اتمی

به هر یونی که از یک اتم آن هم بر اثر گرفتن یا از دست دادن یک یا چند الکترون تشکیل می شود یون تک اتمی می گویند.

فلزهای گروه اول با از دست دادن یک الکترون تبدیل به کاتیون با بار ۱+ می شوند مثل+Na

فلزهای گروه دوم ، با از دست دادن دو الکترون تبدیل به کاتیون ۲+ می شوند مثل  ۲+ Mg

نافلزهای گروه ۱۶با گرفتن دو الکترون به آنیونی با بار ۲- تبدیل می شوند مثل ۲- O               

نافلزهای گروه ۱۷با گرفتن دو الکترون به آنیونی با بار ۱- تبدیل میشوند مثل- Cl

بعضی فلزهای واسطه بدون داشتن آرایش الکترونی گاز نجیب به پایداری می رسند. برخی از این عنصرها می توانند یون هایی با بار متفاوت داشته باشند مثل :

   Fe و   ۳+ Fe  یا  ۳+ Mn   و۳+ Mn

این یون ها را به ترتیب یون آهن (II) و یون آهن (III) یا یون منگنز (II) و یون منگنز (III) می نامند.

ترکیب های یونی

یک مثال متداول برای این ترکیب ها نمک خوراکی (سدیم کلرید) است. نمک ها از ذره های بارداری تشکیل شده اند که در نتیجه ی دادو ستد الکترون بوجود آمده اند. به نیروی جاذبه ای که بین این ذره های باردار، بار ناهمنام وجود دارد پیوند یونی می گویند. در تمام نمک ها این نوع پیوند وجود دارد. این نیروی جاذبه محدود به یک کاتیون و یک آنیون نیست بلکه در تمام جهتها و میان همه ی یون های ناهمنام مجاور و در فواصل مختلف وجود دارد . تعداد بسیار زیادی از یون های ناهمنام به سمت یکدیگر کشیده می شوند و آرایش منظمی را بوجود می آورند.

آرایش یون ها در نمک ها به صورت یک الگوی تکراری است و این الگو در سراسر بلور تکرار می شود. به ساختاری که بر اثر چیده شدن ذره های سازنده ی یک جسم در سه بعد بوجود می آید، شبکه بلور آن جسم می گویند.

هر ترکیب شیمیایی که یون های با بار مخالف ذره های سازنده آن باشند یک ترکیب یونی یا نمک است.

ترکیب های یونی در حالتی که یون ها بتوانند آزادانه حرکت کنند رسانای خوبی برای جریان برق هستند (نمک محلول در آب)

مقدار انرژی آزاد شده به هنگام تشکیل یک مول جامد یونی از یون های گازی سازنده آن را انرژی شبکه می گویند. این انرژی می تواند معیار خوبی برای اندازه گیری قدرت پیوند در ترکیبهای یونی باشد. به عنوان مثال انرژی شبکه سدیم کلرید Kj.mol   ۷۸۷/۵ است .

ترکیب های یونی نقطه ذوب و نقطه جوش بالایی دارند چون نیروی جاذبه بین یون های آن خیلی قوی است.

بلور نمک ها به نسبت سخت و شکننده است. یون ها در شبکه ی بلور به صورت منظم قرار گرفته اند. ترکیب یونی سخت است ، زیرا برای شکستن همه ی پیوندهای میان یونها انرژی بسیار زیادی لازم است. در هر حال چنانچه بر اثر ضربه ی چکش یکی از لایه ها اندکی جابجا شود، آنگاه بارهای ناهمنام کنار هم قرار می گیرند و به دلیل اثر دافعه میان یونهای هم نام شبکه بلور به هم می ریزد و می شکند.

                                               
ترکیب های یونی دو تایی

به ترکیبهای یونی متشکل از دو عنصر ترکیبهای دو تایی می گویند مثل نمک خوراکی که از دو عنصر سدیم و کلر تشکیل شده است. برا ی نمایش ترکیبهای یونی دو تایی ابتدا نماد شیمیایی کاتیون و سپس نماد شیمیایی آنیون را می نویسیم. برای نام گذاری هم نخست نام کاتیون و سپس نام آنیون را می نویسیم. به عنوان مثال :

پتاسیم کلرید       K+, cl- ) kcl )

کلسیم اکسید  CaO        (O2-و Ca2+)

 

فرمول نویسی یک ترکیب یونی دو تایی را می توان در سه مرحله ملاحظه کرد . برای نمونه به نوشتن فرمول شیمیایی آلومینیوم اکسید توجه کنید:

۱) در این اکسید نماد کاتیون +Al۳ و نماد آنیون  ۲-  o  است .

۲) نخست نماد کاتیون و سپس نماد آنیون را می نویسیم  ۲-Al+۳  o    

۳) کوچکترین مضرب مشترک بارهای این دو یون برابر  ۶(= ۳×۲)است . برای داشتن ۶ بار مثبت باید ۲ یون +۳Al و برای ۶ بار منفی باید ۳ یون ۲-  o   داشته باشیم. از این رو نسبت o       Al+۳ برابر ۲ به ۳ و فرمول شیمیایی این ترکیب به صورت Al۲ o۳ است.

 یون های چند اتمی

ترکیبهای یونی مثل سدیم سولفات پتاسیم و آمونیوم نیترات وجود دارند که یونهای سازنده ی آنها از دو یا چند اتم یکسان یا متفاوت تشکیل شده است. به این یونها چند اتمی می گویند. برای مثال در آمونیوم نتیرات ، کاتیون    NH    و آنیون ۳- NO است. بار کاتیون  ۱+ و بار آنیون ۱- است . بنابر این فرمول شیمیایی این نمک به صورت۳  NO ۴ NH است و نسبت کاتیون به آنیون ۱ به ۱ است.

فرمول یونی یک ترکیب یونی چندتایی را می توان در دو مرحله خلاصه کرد . به نوشتن فرمول شیمیایی آمونیوم کربنات توجه کنید.

۱- نماد شیمیایی یون آمونیوم +۴ NH و کربنات (Co۲- ۳  ) است. ابتدا کاتیون و سپس آنیون را می نویسیم :   ۳ NH۴Co است.

برخی نمک های آب تبلور دارند.یون های موجود در برخی از نمک ها می توانند با ملکول های آب پیوند تشکیل دهند. این ترکیبها را نمک های آبپوشیده می گویند مانند مس (||) سولفات ۵ آبه، 5H2O ،  CUSO4  مشاهده می کنید که تعداد مولکوهای آب تبلور را پس از نوشتن فرمول شیمیایی مشخص می کنند.

http://www.takhtesiah-molla.blogfa.com/post/139


دسته بندی :