Ионные соединения содержат ионные связи. Ионная связь образуется, когда существует большая разница в электроотрицательности между элементами, участвующими в связи. Чем больше разница, тем сильнее притяжение между положительным ионом (катионом) и отрицательным ионом (анионом).
Свойства ионного соединения
- Ионные соединения образуются, когда атомы соединяются друг с другом ионными связями.
- Ионная связь – это самый прочный тип химической связи. , что приводит к характерным свойствам.
- Один атом в связи имеет частичный положительный заряд, а другой атом имеет частичный отрицательный заряд. Эта разница в электроотрицательности делает связь полярной, поэтому некоторые соединения полярны.
- Но полярные соединения часто растворяются в воде. Это делает ионные соединения хорошими электролитами.
- Из-за прочности ионной связи ионные соединения имеют высокие температуры плавления и кипения и высокие энтальпии плавления и испарения.
Общие свойства ионных соединений
Свойства ионных соединений связаны с тем, насколько сильно положительные и отрицательные ионы притягиваются друг к другу в ионной связи. Знаменитые соединения также обладают следующими свойствами:
- Они образуют кристаллы.
Ионный соединения образуют кристаллические решетки, а не аморфные твердые тела. Хотя молекулярные соединения образуют кристаллы, они часто принимают другие формы, плюс молекулярные кристаллы обычно мягче, чем ионные кристаллы. На атомном уровне ионный кристалл представляет собой регулярную структуру, в которой катион и анион чередуются друг с другом и образуют трехмерную структуру, основанную в основном на более мелком ионе, равномерно заполняющем промежутки между более крупным ионом. - У них высокая температура плавления и высокая температура кипения.
Чтобы преодолеть притяжение между положительными и отрицательными ионами в ионных соединениях, требуются высокие температуры. Следовательно, требуется много энергии, чтобы расплавить ионные соединения или вызвать их кипение. - У них более высокие энтальпии плавления и испарения, чем у молекулярных соединений.
Так же, как ионные соединения имеют высокие температуры плавления и кипения, они обычно имеют энтальпии плавления и испарения, которые могут быть в 10-100 раз выше, чем у большинства молекулярных соединений. Энтальпия плавления – это количество тепла, необходимое для плавления одного моля твердого вещества при постоянном давлении. Энтальпия испарения – это тепло, необходимое для испарения одного моля жидкого соединения при постоянном давлении. - Они твердые и хрупкие.
Ионные кристаллы являются твердыми, потому что положительные и отрицательные ионы сильно притягиваются друг к другу и их трудно разделить, однако, когда к ионному кристаллу прикладывается давление, ионы с одинаковым зарядом могут быть сближены друг с другом.. Электростатического отталкивания может быть достаточно, чтобы расколоть кристалл, поэтому ионные твердые частицы также являются хрупкими. - Они проводят электричество, когда растворяются в воде.
Когда ионные соединения растворяются в воде, диссоциированные ионы могут проводить электрический заряд через раствор. Расплавленные ионные соединения (расплавленные соли) также проводят электричество. - Они являются хорошими изоляторами.
Хотя они проводят в расплавленном виде или в водном растворе. ионные твердые частицы не очень хорошо проводят электричество, потому что ионы так плотно связаны друг с другом.
Типичный пример домашнего хозяйства
Знакомым примером ионного соединения является поваренная соль или хлорид натрия. Соль имеет высокую температуру плавления 800ºC. В то время как кристалл соли является электрическим изолятором, солевые растворы (соль, растворенная в воде) легко проводят электричество. Расплавленная соль также является проводником. Если вы посмотрите на кристаллы соли через увеличительное стекло, вы увидите правильную кубическую структуру, образованную кристаллической решеткой. Кристаллы соли твердые, но хрупкие – кристалл легко раздавить. Хотя растворенная соль имеет узнаваемый аромат, вы не чувствуете запаха твердой соли, потому что она имеет низкое давление пара.
Напротив, сахар – это ковалентное соединение. У него более низкая температура плавления, чем у соли. Он растворяется в воде, но не распадается на ионы, поэтому его раствор не проводит электричество. Сахар образует кристаллы, но вы можете почувствовать его сладость, потому что он имеет относительно высокое давление пара.
Источники
- Эшкрофт, Нил У .; Мермин, Н. Дэвид (1977). Физика твердого тела (27-е изд.). Нью-Йорк: Холт, Райнхарт и Уинстон. ISBN 978-0-03-083993-1.
- Brown, Theodore L .; LeMay, H. Eugene, Jr; Bursten, Bruce E .; Лэнфорд, Стивен; Сагатис, Далиус; Даффи, Нил (2009). Химия: центральная наука: широкая перспектива (2-е изд.). Frenchs Forest, N.S.W .: Pearson Australia. ISBN 978-1-4425-1147-7.