پیوند یونی

- تعریف:

 پیوندی را که در نتیجه ی انتقال کامل الکترون میان دو اتم به دست می آید پیوند یونی می نامند.     

2-خصوصیات پیوند یونی:

 الف- پیوند یونی میان دو اتم که اختلاف الکترونی آنها زیاد باشد(7/1 یا بیشتر)برقرار می شود.

ب- از انجا که در جدول تناوبی فلز ها الکترونگاتیوی کم و نا فلز ها الکترونگاتیوی زیاد دارند پیوند یونی میان فلز ها و  نا فلز ها انجام میشود.

ج- در جریان این پیوند اتم های فلزی(دارای یک تا سه الکترون در آخرین تراز خود و گاهی اوقات 4 الکترون) با از دست دادن الکترون های آخرین تراز اصلی خود به یون مثبت (کاتیون) تبدیل می شوند و اغلب به آرایش گاز نجیب قبل از خود  می رسند و باید دانست که بار کاتیون به تعداد الکترون های از دسته می گویند .

د- اتم های نا فلزی(دارای چهار تا هفت الکترون در آخرین تراز اصلی خود) با گرفتن الکترون به یون منفی (آنیون) تبدیل می شوند و به آرایش گاز نجیب بعد از خود می دانست و بار آنیون مساوی تعداد الکترون های از دست رفته   می گویند .

س- نیروی ربایش میان یون مثبت و منفی در ترکیب های یونی بسیار زیاد است به همین دلیل ترکیب های یونی در دمای معمولی جامد هستند و به آن «جامد یونی »  می گویند.

ص- در جامد های یونی نیروی ربایش میان یون های نا همنام در سه بعد از فضا گسترش می یابد به همین دلیل جامد های یونی شکل های هندسی منظمی دارند که به آنها «بلور یا شبکه بلور» می گویند.

ط- در شبکه بلور هر جامد یونی به ساده ترین واحد تکراری یک بلور «سلول واحد» می گویند به بیان دیگر سلول واحد ساده ترین بخش یک بلور است که تصوی ری از ساختار سه بعدی همه ی شبکه به دست مس آید.

 ع- در شبکه بلور جامد های یونی و در سلول واحد آنها هماره تعدادی یون با بار همنام یک یون با بار مخالف را احاطه می کنند.باید  دانست که ممکن است سلول واحد جامد های یونی متفاوت از نظر تعداد یون های که یون با بار مخالف را احاطه می کنند اختلاف داشته باشند.این تفاوت به تفاوت نسبی اندازه کاتیونو آنیون بلورهای مربوط است.

ق- در جامد های یونی یون های مثبت و منفی به یکدیگر را می ربایندبه همین دلیل یون ها فقط دارای حرکت ارتعاشی در مکان های خود هستند به همین دلیل ترکیب های یونی در حالت جامد رسانای الکتریسیته نیست ولی در حالت مذاب یا محلول که یون ها آزادی تحرک دارند جریان الکتریسیته را از خود عبور می دهند.

ل- جامد های یونی چکش خوار نیستند .علت این است که بر اثر ضربه ردیفی از یون ها حرکت می کنند و یون ها دارای بار همنام در کنار یکدیگر قرار می گیرند به این ترتیب نیروی دافعه شدید میان آنها به وجود می آیدو شبکه بلور متلاشی می شود.

م- چون نیروی ربایش میان یون های غیر همنام در جامد های یونی بسیار قوی است این ترکیب ها دمای ذوب و جوش بالایی دارند.

3- انرژی پتانسیل و پایداری:

همان طور که می دانیم یکی از عوامل موثر در تشکیل پیوند رسیدن اتم به آرایش هشتایی(آرایش پایدار) اما باید دانست که عامل دیگری در تشکیل پیوند دخالت می کند و آن رسیدن اتم به سطح انرشی پایین تر است.

اتم ها ضمن تشکیل پیوند انرپی ازاد می کنند و به این ترتیب از نظر محتوای انرپی به حالت پایدار تری می رسند به این ترتیب هماره سطح انرپی اتم های تشکیل دهنده آن ترکیب است.

باید دانست در طبیعت آن تغییراتی مساعدند که با کاهش انرپی پتانسیل همراهند. و به طور طبیعی برتری با آن تغییراتی است که پایداری را به حد اکثر می رسانند.

4- انرژی پیوند:

برای غلبه بر نیرو های جاذبه در یک پیوند شیمیایی و جدا کردن اتم ها از یکدیگر باید انرپی صرف کنیم انرپی لازم برای این منظور را انرپی پیوند می نامند و یا به بیان دیگر انرپی پیوند انرپی لاازم برای شکستن یک مول پیوند و تغییر اتم ها از حالت پیوند  به حالت آزاد است و بر حسب کیلو ژول بر مول بیان می شود.                    

* باید انست شکستن پیوند همراه با مصرف انرپی همراه است.

* اتم هایی که با یکدیگر پیوند قوی دارند بسیار پایدارند و انرپی لاازم برای شکستن پیوند میان آ نها زیاد است و بالعکس.

5-انرژی شبکه یونی:

انرپی شبکه انرپی آزاد شده به هنگام تشکیل یک مول جامد یونی از یون های گازی مربوط یا مقدار انرپی آزاد شده به هنگام تشکیل بلور یک جامد یونی تعریف می شود.     

* انرژی شبکه می تواند معیار خوبی برای اندازه گیری قدرت پیوند در ترکیب های یونی باشد.

* به طور کلی هر اندازه یون کوچکتر باشد و یا بار یون بیشتر باشد انرپی شبکه هم بیشتر است.

* از آنجا که یون ها در ترکیب یونی پیوند های قوی تشکیل می دهندبرای شکستن پیون دها و جدا شدن یون از یکدیگر به ویپه هنگامی که یون ها کوچک باشند به انرپی قابل ملاحضه ای نیاز است اما در برخی از ترکیب ها اندازه یون بزرگ است و به علت ضعیف تر بودن نیروی جاذبه نقطه جوش کمتر می شود.

6-چگونگی تشکیل پیوند یونی:

پیوند میان کلسیم و اکسیژن

 7- چگونگی نوشتن فرمول های شیمیایی ترکیب های یونی دوتایی:

ترکیب های یونی که در ساختار آنها دو عنصر به کار رفته باشد ترکیب های یونی دو تایی می نامند مراحل فرمول نویسی این ترکیب ها به صورت زیر است:

مرحله اول: در سمت چپ نماد شیمیایی کاتیون و در سمت راست نماد شیمیایی آنیون را می نویسیم.

مرحله دوم: بار کاتیون را بصورت زیروند در سمت راست آنیون . بار آنیون را بصورت زیروند در سمت راست نماد کاتیون قرار می دهیم.

مرحله سوم: در صورت امکان زیروندها را بایکدیگر ساده می کنیم و از نوشتن زیر وند یک خودداری می کنیم.

* بسیاری از عنصر های واسطه بیشتر از یک نوع کاتیون تولید می کنند.

* در بین عنصر های واسطه تناوب چهارم اسکاندیم و روی فقط یک نوع یون تولید می کنند.

8- چگونگی نامگذاری ترکیب های یونی دوتایی:

* چنان چه کاتیون مورد نظر دارای دو نوع بار مثبت باشد به هنگام نام گذاری بار کاتیون در ترکیب مورد نظر را با اعداد رمی مشخص می کنیم.

* برای نام گذاری آنیون ها از پسوند  « ید » استفاده می کنیم.9

9-عدد اکسایش:

مقدار بار الکتریکی یک اتم در حالت ترکیب است و یا به بیان دیگر مقدار با الکتریکی است که به یک اتم در حالت ترکیب نسبت داده می شود.

قواعد مربوط به تعیین عدد اکسایش:

قاعده اول:عدد اکسایش یک اتم و یا یک عنصر به حالت آزاد عدد صفر است.

قاعده دوم:عدد اکسایش فلوئور در همه ترکیب های آن « 1-» است.

قاعده سوم:عدد اکسایش اکسیپن در بیشتر ترکیب های آن «2-» است.

قاعده چهارم:عدد اکسایش هیدروژن در بیشتر ترکیب های آن «1+» است.

* عدد اکسایش هیدروژن در «هیدرید فلز ها» برابر با «1-» است.

قاعده پنجم:عدد اکسایش فلز ها همواره عددی مثبت است.

قاعده ششم:عدد اکسایش یون های تک اتم با بار یون برابر است.

قاعده هفتم:جمع جبری اعداد اکسایش یک ترکیب خنثی برابر صفر است.

قاعده هشتم:در یک یون چند اتمی جمع جبری عدد اکسایش همه ی اتم های تشکیل دهنده یون با بار یون برابر است.

10- آنیون های چند اتمی:

بعضی از آنیون های چند اتمی از جدا کردن اتم هیدروژن از اسید های اکسیپن دار بدست می آیند بار این آنیون ها مساوی تعداد هیدروژن هایی است که از اسید جدا شده است.

11- چگونگی نام گذاری آنیون های چند اتمی  اکسیپن دار:

 به ریشه ی لاتین نافلز مرکزی(از اتم اکسیپن صرفنظر می کنیم همچنین اتم هیدروژن را نیز در نظر نمی گیریم)پسوند « ات » اضافه می کنیم.

چنانچه نافلز مرکزی دو نوع آنیون تولید کند(دارای دو نوع عدد اکسایش باشد) در آنیونی که نا فلز مورد نظر عدد اکسایش بالاتری دارد (اکسیپن بیشتری دارد) پسوند« ات » اضافه می کنیم و در آنیونی که نا فلز مورد نظر عدد اکسایش کوچکتری دارد

(اکسیپن کمتری دارد) پسوند «یت» اضافه می کنیم.

12- ترکیب های یونی چند تایی:

ترکیب هایی هستند که در ساختمان آنها بیش از دو عنصر به کار رفته باشد.

ـ طریقه فرمول نویسی:

مرحله اول: نشانه شیمیایی کاتیون را در سمت چپ و نشانه شیمیایی آنیون را در سمت راست می نویسیم.

مرحله دوم: بار هر یون را به صورت زیر بند در سمت راست یون دیگر قرار می دهیم.

مرحله سوم: در صورت امکان زیر بندها را با یکدیگر ساده می کنیم.و عدد یک را نمی نویسیم.

چنان چه کاتیون مورد نظر جزء کاتیون عنصر هایی باشد که بیش از یک کاتیون دارند باید بار کاتیون را با اعداد رمی و درون پرانتز در جلو نام کاتیون مشخص کرد.