Ионная связь — сильная химическая связь, возникающая в результате электростатического притяжения катионов и анионов. Возникает между атомами с большой разностью (>1,7 по шкале Полинга) электроотрицательностей, при которой общая электронная пара переходит преимущественно к атому с большей электроотрицательностью. Это притяжение ионов как разноимённо заряженных тел. Примером может служить соединение CsF, в котором «степень ионности» составляет 97 %. Ионная связь — крайний случай поляризации ковалентной полярной связи. Образуется между типичными металлом и неметаллом. При этом электроны у металла полностью переходят к неметаллу, образуются ионы.
Атомы натрия и фтора подвергающиеся окислительно-восстановительной реакции с образованием фторида натрия. Натрий теряет свой внешний электрон, приобретая стабильную электронную конфигурацию, и этот электрон переходит в атом фтора. Противоположно заряженные ионы притягиваются друг к другу с образованием стабильного соединения.
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:
{\displaystyle {\mathsf {A}}\cdot +\cdot {\mathsf {B}}\to {\mathsf {A}}^{+}[:{\mathsf {B}}^{-}]} {\mathsf A}\cdot +\cdot {\mathsf B}\to {\mathsf A}^{+}[:{\mathsf B}^{-}]
Между образовавшимися ионами возникает электростатическое притяжение, которое называется ионной связью. Вернее, такой взгляд удобен. 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). Последний факт объясняется на основе законов, которые рассматриваются в физической химии. Взаимодействие ионов
Если атом теряет один или несколько электронов, то он превращается в положительный ион — катион (в переводе с греческого — "идущий вниз). Так образуются катионы водорода Н+, лития Li+, бария Ва2+. Приобретая электроны, атомы превращаются в отрицательные ионы — анионы (от греческого «анион» — идущий вверх). Примерами анионов являются фторид ион F−, сульфид-ион S2−.
Катионы и анионы притягиваться друг к другу. При этом возникает химическая связь, и образуются химические соединения. Такой тип химической связи называется ионной связью:
Ионная связь — это химическая связь, образованная за счет электростатического притяжения между катионами и анионами.
№1.
В три пробирки добавляем соляную кислоту. Там, где находится карбонат натрия выделится углекислый газ. Это качественная реакция на карбонат -ион.
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2(газ) + H2O
2Na(+) + CO3(2-) + 2H(+) + 2Cl(-) = 2Na(+) + 2Cl(-) + CO2 + H2O
CO3(2-) + 2H(+) = CO2 + H2O
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор нитрата серебра. В пробирке, где находится бромид натрия выпадет желтоватый осадок бромида серебра. Это качественная реакция на бромид-ион.
NaBr + AgNO3 = NaNO3 + AgBr(осадок)
Na(+) + Br(-) + Ag(+) + NO3(-) = Na(+) + NO3(-) + AgBr
Br(-) + Ag(+) = AgBr
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор нитрата серебра. В пробирке, где находится йодид натрия выпадет желтый осадок йодида серебра. Это качественная реакция на йодид-ион.
NaI + AgNO3 = NaNO3 + AgI(осадок)
Na(+) + I(-) + Ag(+) + NO3(-) = Na(+) + NO3(-) + AgI
I(-) + Ag(+) = AgI
№2
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор нитрата серебра. В пробирке, где находится хлорид натрия выпадет белый творожистый осадок хлорида серебра. Это качественная реакция на хлорид-ион.
NaCl + AgNO3 = NaNO3 + AgCl(осадок)
Na(+) + Cl(-) + Ag(+) + NO3(-) = Na(+) + NO3(-) + AgCl
Cl(-) + Ag(+) = AgCl
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор хлорида бария. В пробирке, где находится сульфат натрия выпадет белый осадок сульфата бария. Это качественная реакция на сульфат-ион.
Na2SO4 + BaCl2 = 2NaCl + BaSO4(осадок)
2Na(+) + SO4(2-) + Ba(2+) + 2Cl(-) = 2Na(+) + 2Cl(-) + BaSO4
SO4(2-) + Ba(2+) = BaSO4
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор щелочи. В пробирке, где находится хлорид цинка выпадет белый осадок гидроксида цинка, который при избытке щелочи растворяется. Это качественная реакция на ион цинка.
ZnCl2 + 2NaOH = 2NaCl + Zn(OH)2(осадок)
Zn(2+) + 2Cl(-) + 2Na(+) + 2OH(-) = 2Na(+) + 2Cl(-) + Zn(OH)2
Zn(2+) + 2OH(-) = Zn(OH)2
№3.
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор щелочи. В пробирке, где находится сульфат железа (II) выпадет зеленоватый осадок гидроксида железа(II), который со временем буреет. Это качественная реакция на ион железа(2+).
FeSO4 + 2NaOH = Na2SO4 + Fe(OH)2(осадок)
Fe(2+) + SO4(2-) + 2Na(+) + 2OH(-) = 2Na(+) + SO4(2-) + Fe(OH)2
Fe(2+) + 2OH(-) = Fe(OH)2
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор хлорида бария. В пробирке, где находится cерная кислота выпадет белый осадок сульфата бария. Это качественная реакция на сульфат-ион.
H2SO4 + BaCl2 = 2HCl + BaSO4(осадок)
2H(+) + SO4(2-) + Ba(2+) + 2Cl(-) = 2H(+) + 2Cl(-) + BaSO4
SO4(2-) + Ba(2+) = BaSO4
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор нитрата серебра. В пробирке, где находится хлорид железа(II) выпадет белый творожистый осадок хлорида серебра. Это качественная реакция на хлорид-ион.
FeCl2 + 2AgNO3 = Fe(NO3)2 + 2AgCl(осадок)
Fe(2+) + 2Cl(-) + 2Ag(+) + 2NO3(-) = Fe(2+) + 2NO3(-) + 2AgCl
2Cl(-) + 2Ag(+) = 2AgCl
Cl(-) + Ag(+) = AgCl
