Ионная связь

Ионный вид связи в большинстве случаев образуется в результате соединения металлов с металлоидами.

Например - NaCl, поваренная соль.

При образовании NaCl атом натрия отдает валентный электрон хлору, в результате чего оба атома приобретают устойчивые внешние электронные оболочки и становятся соответственно положительным и отрицательным ионами. Равновесное состояние такой связи обеспечивается уравниванием кулоновской силы притяжения разноименных ионов силой отталкивания внутренних электронных оболочек, что соответствует минимальной потенциальной энергии системы (см. рис.8.2).

Заметим, что если молекулы существуют, то это энергетически выгодно, то есть при объединении атомов в молекулу выделяется энергия (молекула находится в потенциальной яме). Энергия E₀, выделившаяся при образовании молекулы называется энергией связи, рис 8.2.

Равновесное расстояние между ионами обозначим r_o.

Пример:

В молекулах NaCl: r_o = 2,4 Å, E₀ =5,5 эВ.

В кристаллах NaCl: r_o = 2,8 Å, E₀ =8,9 эВ.

Так как kT»0,025 эВ (Т=300К), то энергия теплового движения не разрушает молекулы (возможно при действии квантов излучения с энергией больше E₀).

Общая потенциальная энергия взаимодействия определяется выражением:

, (8.9)

где n 9¸10 для NaCl.

С квантовомеханической точки зрения силы отталкивания в этой системе появляются при объединении электронных оболочек, когда увеличивается число электронов, которые стремятся занять одинаковое состояние, что противоречит принципу запрета Паули.

Поиск по сайту: