Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3.9: Загальні валентні стани та іонні сполуки

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    18159

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

    В іонному з'єднанні загальна кількість зарядів на катіоні повинна дорівнювати загальній кількості зарядів на аніоні; тобто з'єднання повинно бути нейтральним. У розділі 3.2 ми описали, як атом натрію може пожертвувати електрон іншому атому, щоб утворити іон з повним октетом електронів у своїй зовнішній електронній оболонці (та ж електронна конфігурація, що і Ne). Заряд на атомі натрію, коли це відбувається, зараз становить 1+, оскільки він має одинадцять протонів у своєму ядрі, але оточений лише 10 електронами. Літій, так само, може втратити один електрон, утворюючи Li 1 + і залишитися з тією ж конфігурацією електронів, що і Він. Фактично, всі метали групи 1А можуть втратити один електрон, утворюючи 1+ іони. Елементи в групі 2А можуть втратити два електрони, утворюючи 2+ іони та досягти конфігурації благородного газу. Насправді група, з якою пов'язаний елемент основної групи в таблиці Менделєєва, буде диктувати валентність (або заряд) відповідного йому іона. Метали в групах 1А, 2А і 3А утворюватимуть іони з зарядами 1+, 2+ і 3+ відповідно.

    Неметали основної групи можуть легко досягти октету валентних електронів, приймаючи електрони від інших елементів. Таким чином, елементи групи 5А можуть приймати три електрони для утворення 3- іонів, елементи групи 6А приймають два електрони для утворення 2-іонів, а елементи групи 7A (галогени) приймають один електрон для утворення 1-іонів. Наприклад, кисень (група 6А) повинен приймати два електрони для досягнення електронної конфігурації неону. Це дає кисень загалом 10 електронів, але в ядрі він має лише вісім протонів (його атомний номер - 8), отже, іон кисню має чистий заряд 2- (O 2-).

    Щоб написати формулу іонного з'єднання, що складається з елементів основної групи (або містить багатоатомні іони) потрібно відрегулювати співвідношення аніонів і катіонів так, щоб отримана молекула була електрично нейтральною. Для прикладу розглянемо іонне з'єднання, що містить натрій і хлор. Літій є елементом групи 1A і утворює іон 1+; фтор є елементом групи 7A і утворює 1- іон. Нейтральність досягається при парі одного літію з одним фтором, або LiF. Для сполуки, що складається з кальцію та хлору, кальцій групи 2A утворює іон 2+, тоді як хлор утворює іон 1. Для досягнення нейтральності на кожен кальцій має бути два хлору, а формула повинна бути такою, як CaCl 2. Алюміній (група 3А) буде утворювати іон 3+. Якби це було в парі з киснем (група 6A), який утворює 2-іонну нейтральність, буде досягнуто лише в тому випадку, якщо два іони Al 3 + (загалом шість позитивних зарядів) були спарені з трьома іонами O 2- (загалом шість негативні заряди).

    Розглянемо з'єднання, що складається з натрію і багатоатомного іонного сульфату (SO 4 2 -). Натрій (група 1A) дає 1+ катіон, тому в сполуці повинно бути два натрію для кожного сульфату (який має 2- заряд), або Na 2 SO 4. Для сполуки, що містить кальцій (група 2А) і нітрат (NO 3 -), на кожен катіон кальцію 2+ повинні бути присутніми два нітратних аніони. У сполуці, що містить множинні копії багатоатомного іона, весь іон укладається в дужки з індексом для позначення кількості одиниць. Таким чином, сполука з кальцію і нітрату буде записана як Ca (NO 3) 2.