Vlastnosti iónových zlúčenín, vysvetlené
Maximilian Stock Ltd. / Getty Images
Iónové zlúčeniny obsahujú iónové väzby. Iónová väzba vzniká vtedy, keď je veľ rozdiel elektronegativity medzi prvkami podieľajúcimi sa na väzbe. Čím väčší je rozdiel, tým silnejšia je príťažlivosť medzi kladným iónom (katión) a záporným iónom (anión).
Vlastnosti iónových zlúčenín
- Iónové zlúčeniny vznikajú, keď sa atómy navzájom spájajú iónovými väzbami.
- Iónová väzba je najsilnejším typom chemickej väzby, ktorá vedie k charakteristickým vlastnostiam.
- Jeden atóm vo väzbe má čiastočne kladný náboj, zatiaľ čo druhý atóm má čiastočne záporný náboj. Tento rozdiel v elektronegativite robí väzbu polárnou, takže niektoré zlúčeniny sú polárne.
- Polárne zlúčeniny sa však často rozpúšťajú vo vode. To robí iónové zlúčeniny dobrými elektrolytmi.
- Vďaka sile iónovej väzby majú iónové zlúčeniny vysoké teploty topenia a varu a vysoké entalpie fúzie a odparovania.
Vlastnosti zdieľané iónovými zlúčeninami
Vlastnosti iónových zlúčenín súvisia s tým, ako silne sa kladné a záporné ióny navzájom priťahujú iónová väzba . Ikonické zlúčeniny tiež vykazujú nasledujúce vlastnosti:
- Ashcroft, Neil W.; Mermin, N. David (1977). Fyzika pevných látok (27. repr. vyd.). New York: Holt, Rinehart a Winston. ISBN 978-0-03-083993-1.
- Brown, Theodore L.; LeMay, H. Eugene, Jr; Bursten, Bruce E.; Lanford, Steven; Sagatys, Dalius; Duffy, Neil (2009). Chémia: Centrálna veda: Široká perspektíva (2. vydanie). Frenchs Forest, NSW: Pearson Australia. ISBN 978-1-4425-1147-7
Iónové zlúčeniny tvoria skôr kryštálové mriežky ako amorfné pevné látky. Hoci molekulárne zlúčeniny tvoria kryštály, často majú iné formy a molekulárne kryštály sú zvyčajne mäkšie ako iónové kryštály. Na atómovej úrovni je iónový kryštál pravidelnou štruktúrou, pričom katión a anión sa navzájom striedajú a vytvárajú trojrozmernú štruktúru založenú prevažne na menšom ióne, ktorý rovnomerne vypĺňa medzery medzi väčšími iónmi.
Na prekonanie príťažlivosti medzi kladnými a zápornými iónmi v iónových zlúčeninách sú potrebné vysoké teploty. Preto je na roztavenie iónových zlúčenín alebo na ich varenie potrebné veľa energie.
Rovnako ako iónové zlúčeniny majú vysokú teplotu topenia a body varu zvyčajne majú entalpie fúzie a odparovania, ktoré môžu byť 10 až 100-krát vyššie ako entalpie väčšiny molekulárnych zlúčenín. Entalpia fúzie je teplo potrebné na roztavenie jedného mólu pevnej látky pod konštantným tlakom. The entalpia odparovania je teplo potrebné na odparenie jedného mólu kvapalnej zlúčeniny pri konštantnom tlaku.
Iónové kryštály sú tvrdé, pretože kladné a záporné ióny sú k sebe silne priťahované a je ťažké ich oddeliť, avšak keď sa na iónový kryštál pôsobí tlakom, ióny s podobným nábojom môžu byť pritlačené bližšie k sebe. Elektrostatické odpudzovanie môže stačiť na rozštiepenie kryštálu, a preto sú iónové pevné látky tiež krehké.
Kedy iónové zlúčeniny sú rozpustené vo vode, disociované ióny môžu voľne viesť elektrický náboj cez roztok. Elektrický prúd vedú aj roztavené iónové zlúčeniny (roztavené soli).
Hoci oni správanie v roztavenej forme alebo v vodný roztok iónové pevné látky nevedú elektrinu veľmi dobre, pretože ióny sú navzájom tak pevne viazané.
Príklad bežnej domácnosti
Známym príkladom iónovej zlúčeniny je kuchynská soľ alebo chlorid sodný . Soľ má vysokú teplotu topenia 800ºC. Zatiaľ čo soľný kryštál je elektrický izolátor, soľné roztoky (soľ rozpustená vo vode) ľahko vedú elektrický prúd. Roztavená soľ je tiež vodičom. Ak skúmate kryštály soli lupou, môžete pozorovať pravidelnú kubickú štruktúru, ktorá je výsledkom kryštálovej mriežky. Kryštály soli sú tvrdé, ale krehké - je ľahké rozdrviť kryštál. Hoci má rozpustená soľ rozoznateľnú chuť, pevnú soľ necítite, pretože má nízky tlak pár.
Naproti tomu cukor je kovalentná zlúčenina. Má nižšiu teplotu topenia ako soľ. Rozpúšťa sa vo vode, ale nedisociuje sa na ióny, takže jeho roztok nevedie elektrinu. Cukor tvorí kryštály, no jeho sladkosť cítiť, pretože má pomerne vysoký tlak pár.