Типы кристаллических решоток

42.

Ионная химическая связь. Цикл Борна-Габера для образования ионных молекул. Поляризуемость ионов и их взаимное поляризующее действие. Влияние степени поляризации ионов на свойство молекул.

Ионная связь — прочная химическая связь, образующаяся между атомами с большой разностью электроотрицательностей, при которой общая электронная пара полностью переходит к атому с большей электроотрицательностью. Это крайний случай поляризации ковалентной полярной связи. Образуется между типичными металлом и неметаллом. При этом электроны у металла полностью переходят к неметаллу. Образуются ионы.

Если химическая связь образуется между атомами, которые имеют очень большую разность электроотрицательностей (ЭО > 1.7 по Полингу), то общая электронная пара полностью переходит к атому с большей ЭО. Результатом этого является образование соединения противоположно заряженных ионов:

На деле ионная связь между атомами в чистом виде не реализуется нигде или почти нигде, обычно на деле связь носит частично ионный, а частично ковалентный характер. В то же время связь сложных молекулярных ионов часто может считаться чисто ионной. Важнейшие отличия ионной связи от других типов химической связи заключаются в ненаправленности и ненасыщаемости. Именно поэтому кристаллы, образованные за счёт ионной связи, тяготеют к различным плотнейшим упаковкам соответствующих ионов.

Характеристикой подобных соединений служит хорошая растворимость в полярных растворителях (вода, кислоты и т.д.). Это происходит из-за заряженности частей молекулы. При этом диполи растворителя притягиваются к заряженным концам молекулы, и, в результате Броуновского движения, "растаскивают" молекулу вещества на части и окружают их, не давая соединиться вновь. В итоге получаются ионы окружённые диполями растворителя.

При растворении подобных соединений, как правило, выделяется энергия, так как суммарная энергия образованных связей растворитель-ион больше энергии связи анион-катион. Исключения составляют многие соли азотной кислоты (нитраты), которые при растворении поглощают тепло (растворы охлаждаются).

цикла Борна–Габера. Этот цикл позволяет выяснить, какой вклад в тепловой эффект реакции вносит та или иная ее стадия. Пусть, например, речь идет об образовании твердого ионного соединения фторида натрия при экзотермической реакции газа фтора и металлического натрия. Если реакцию проводить при 25 °С, то, по данным экспериментальных определений, при образовании 1 моль NaF выделяется 569,1 кДж, так что:

Na (кр.) + 0,5F2 (г.) = NaF (кр.) + 569,1 кДж/моль.

Иначе говоря, в этом случае Qэксп = 569,1 кДж/моль, а Hэксп = –569,1 кДж/моль. Отметим, что химические уравнения, в которых приведены данные о тепловом эффекте реакции (об ее энтальпии), называют термохимическими.

Поиск по сайту: