Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

2.8: Атоми, ізотопи, іони та молекули - іони та іонні зв'язки

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    5062

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання
    • Передбачте, чи буде даний елемент, швидше за все, утворювати катіон або аніон

    Іони та іонні зв'язки

    Деякі атоми є більш стабільними, коли вони отримують або втрачають електрон (або, можливо, два) і утворюють іони. Це призводить до повної зовнішньої електронної оболонки і робить їх енергетично більш стабільними. Тепер, оскільки кількість електронів не дорівнює кількості протонів, кожен іон має чистий заряд. Катіони - це позитивні іони, які утворюються при втраті електронів (так як кількість протонів зараз більше, ніж кількість електронів). Негативні іони утворюються шляхом отримання електронів і називаються аніонами (де електронів більше, ніж протонів в молекулі). Аніони позначаються їх елементарною назвою, яка змінюється, щоб закінчуватися на «-ide». Наприклад, аніон хлору називається хлоридом, а аніон сірки - сульфідом.

    Це рух електронів від одного елемента до іншого іменується перенесенням електронів. Як показано, натрій (Na) має лише один електрон у зовнішній електронній оболонці. Для пожертвування цього електрона натрію потрібно менше енергії, ніж для прийняття ще семи електронів для заповнення зовнішньої оболонки. Коли натрій втрачає електрон, він матиме 11 протонів, 11 нейтронів і всього 10 електронів. Це залишає його із загальним зарядом +1, оскільки зараз протонів більше, ніж електронів. Зараз його називають іоном натрію. Хлор (Cl) у своєму найнижчому енергетичному стані (званому наземним станом) має сім електронів у своїй зовнішній оболонці. Знову ж таки, це більш енергоефективним для хлору, щоб отримати один електрон, ніж втратити сім. Тому він прагне отримати електрон для створення іона з 17 протонами, 17 нейтронами та 18 електронами. Це дає йому чистий заряд -1, оскільки зараз електронів більше, ніж протонів. Зараз його називають хлорид-іоном. У цьому прикладі натрій пожертвує свій один електрон, щоб спорожнити його оболонку, а хлор прийме цей електрон, щоб заповнити його оболонку. Обидва іони тепер задовольняють правилу октета і мають повні зовнішні оболонки. Зазвичай ці операції можуть відбуватися лише одночасно; для того, щоб атом натрію втратив електрон, він повинен бути у присутності відповідного одержувача, такого як атом хлору.

    зображення
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Перенесення електронів між Na і Cl: При утворенні іонної сполуки метали втрачають електрони, а неметали отримують електрони для досягнення октету. У цьому прикладі натрій втрачає один електрон, щоб спорожнити свою оболонку, а хлор приймає цей електрон, щоб заповнити його оболонку.

    Іонні зв'язки утворюються між іонами з протилежними зарядами. Наприклад, позитивно заряджені іони натрію та негативно заряджені іони хлориду зв'язуються разом, утворюючи хлорид натрію, або кухонну сіль, кристалічну молекулу з нульовим чистим зарядом. Приваблива сила, що утримує два атоми разом, називається електромагнітною силою і відповідає за тяжіння між протилежно зарядженими іонами.

    Деякі солі називаються в фізіології електролітами (включаючи натрій, калій та кальцій). Електроліти - це іони, необхідні для проведення нервових імпульсів, м'язових скорочень, водного балансу. Багато спортивних напоїв та дієтичних добавок забезпечують ці іони, щоб замінити втрачені з організму через пітливість під час фізичних вправ.

    Ключові моменти

    • Іони утворюються з елементів, коли вони отримують або втрачають електрон, внаслідок чого кількість протонів буде нерівною кількості електронів, що призводить до чистого заряду.
    • Якщо електронів більше, ніж протонів (від елемента, що набирає один або кілька електронів), іон негативно заряджається і називається аніоном.
    • Якщо протонів більше, ніж електронів (через втрату електронів), іон позитивно заряджений і називається катіоном.
    • Іонні зв'язки виникають внаслідок взаємодії між позитивно зарядженим катіоном і негативно зарядженим аніоном.

    Ключові умови

    • іон: Атом або група атомів, що несуть електричний заряд, такий як атоми натрію та хлору в розчині солі.
    • іонний зв'язок: Сильний хімічний зв'язок, викликаний електростатичним притяганням між двома протилежно зарядженими іонами.