7.1 Ionien muodostuminen ja ionisidos Flashcards
(7 cards)
Minkälaisen elektronirakenteen kaikki atomit haluavat saavuttaa?
Jalokaasuilla, heliumia lukuunottamatta, on kahdeksan ulkoelektronia niiden elektronirakenteessa. Tätä elektronoirakennetta kutsutaan pysyväksi elektronirakenteeksi, oktetiksi. Jalokaasut ovat täten kemiallisesti passiivisia, sillä ne eivät luovuta tai vastaanota elektroneja muilta atomeilta.
Muut atomit pyrkivät saavuttamaan tämän jalokaasujen pysyvän elektronirakenteen joko luovuttamalla, vastaanottamalla tai jakamalla ulkoelektronejaan.
Miten kationi muodostuu? Miten merkitset natriumin hapettumisreaktion?
Kun atomiin tuodaan riittävästi energiaa esimerkiksi lämmittämällä sitä tai kohdistamalla siihen voimakasta säteilyä, sen ulkoelektronit irtoavat ytimen vaikutuspiiristä. Tällöin muodostuu positiivisen varauksen omaava ioni, eli kationi. Positiivinen varaus johtuu siitä, että ytimen protonien määrän pysyessä samana, ja samalla varauksettomasta atomista lähtee elektroneja, on ytimen protoneita enemmän kuin elektronipilvessä olevia elektroneja. Tämän vuoksi ioni on sähköisesti positiivisesti varautunut.
Elektronien luovuttamista kutsutaan hapettumiseksi. Hapettuvat atomit ovat pääasiallisesti metalleja, sillä hapettumisen edellytyksenä on 1-4 ulkoelektronin rakenne. Hapettumisen reaktioyhtälön voi kuvata seuraavasti:
Na -> Na^+ + e^-
Miten ja mistä negatiivisia ioneja muodostuu?
Ioneja voi muodostua myös atomin vastaanottaessa elektroneja toiselta atomilta. Tällaiset elektroneja vastaanottavat atomit ovat pääasiassa epämetalleja, sillä pelkistymisen (=elektronien vastaanottamisen) edellytyksenä on 5-7 ulkoelektronin elektronirakenne.
Elektroneja vastaanottava atomi saa sähköisen negatiivisen varauksen, sillä elektronimäärän kasvaessa ja atomiytimen protonien määrän pysyessä samana, on atomissa enemmän elektroneja kuin protoneja. Ionin sähköinen varaus on siis negatiivinen, eli sitä kutsutaan anioniksi. Anioni on kooltaan suurempi, kuin vastaava varaukseton atomi.
Ionisidos ja ionihila.
Ioniyhdisteissä eli suoloissa ioneja sitoo yhteen ionien erimerkkisten varausten välille muodostuvat vahvat sähköiset vetovoimat, ionisidokset. Ionisidosten vaikuutksesta ionit pakkautuvat tiiviisti ja säännöllisesti kiderakenteeseen, ionihilaan, kiinteässä olomuodossa. Ionihila muodostuu esimerkiksi kun natriumkloridin vesiliuoksesta haihdutetaan vesi pois.
Muodostuu yleensä positiivisesta metallikationista ja negatiivisesta yksiatomisesta epämetallianionista.
Kerro kidevedellisistä suolista.
Suolat sisältävät toisinaan myös kidevettä. Kidevesi on tällöin joko kiteytynyt anionien ja kationien välille, tai sitoutunut metallikationiin. Vettä sisältyy suolaan aina tietyssä ainemääräsuhteessa, joka ilmoitetaan pisteen avulla suolan kemiallisessa kaavassa.
Esimerkiksi suolan kemiallisen kaavan perässä oleva merkintä 6H_2_O meinaa, että jokaiseen suolayksikköön on liittyneenä 6 vesimolekyyliä.
Kidevedellisiä suoloja kutsutaan hydraateiksi.
Miten atomien välisiä sidostyyppejä voidaan arvioida?
Atomien välisiä sidostyyppejä ionisidoksen ja kovalenttisen sidoksen välillä voidaan karkeasti arvioida sidoksen muodostavien alkuaineatomien elektronegatiivisuusarvojen perusteella. Poolittomia kovalenttisia sidoksia lukuunottamatta sidoksen muodostavien alkuaineiden elektronegatiivisuusarvojen eron perusteella sidoksessa on aina enemmän tai vähemmän ioniluonnetta. Sidoksen ioniluonne ilmoitetaan aina prosenteissa, ja yleisesti ajatellen yli 50% ioniluonne kertoo kyseessä olevan ionisidos.
Jos sidoksen muodostavien alkuaineatomien elektronegatiivisuusarvojen ero on alle 0,5, sidos on heikosti poolinen kovalenttinen sidos. Eron ollessa 0,5-1,7 sidoksen katsotaan olevan poolinen kovalenttinen sidos. Yli 1,7 elektronegatiivisuusero luetaan yleensä ionisidokseksi.
Sidostyypin määritys poolisen kovalenttisen sidoksen ja ionisidoksen välillä vaatii kuitenkin yhdisteen rakennetutkimuksia, sillä poikkeuksia on runsaasti. Esim, HF (enae: 1,9).
Miksi nimessä on tällainen merkintä: rauta(III)kloridi?
Jotkut metallit voivat muodostaa positiivisen ionin monella eri varauksella. Jotta näiden erilaisten ionien muodostamat suolat voidaan erottaa, merkitään metalli-ionin varausta suolan nimessä roomalaisilla numeroilla.
