المناهج

كيف تتكون المركبات الايونية

يمتلئ عصرنا هذا بالمركبات الكيميائية، وهي عبارة عن مادة كيمائية تتألف من كذا عنصر، لتكون مركب كيميائي آخر، وهي تتكون من عنصرين أو أكثر ومن الممكن أن تتفاعل هذه العناصر مع بعضها البعض في الطبيعة تلقائيا بدون تدخل من الإنسان.

تعريف المركبات الأيونية

المركبات الأيونية مرتبطة ببعضها البعض بواسطة روابط أيونية مصنفة كمركبات أيونية، ويمكن أن تكتسب العناصر أو تفقد إلكترونات من أجل الوصول إلى أقرب تكوين للغازات النبيلة، ويساعد تكوين الأيونات (إما عن طريق اكتساب أو فقدان الإلكترونات) لإكمال الثماني “جميع العناصر تميل إلى الرغبة في اكتساب أو فقدان الإلكترونات، لذلك يكون لها نفس تكوين الإلكتروني مثل أقرب غاز نبيل” على اكتساب الاستقرار.

في تفاعل بين المعادن واللافلزات، تفقد المعادن إلكتروناتها بشكل عام لإكمال الثماني بينما تكتسب اللافلزات إلكترونات لإكمال ثماني، تتفاعل المعادن وغير الفلزات بشكل عام لتكوين مركبات أيونية.

تعرف المركبات الأيونية أيضًا باسم المركبات الكهربية، وتُعرف الرابطة الكيميائية التي تشكلت عن طريق نقل الإلكترونات من ذرة إلى أخرى باسم الرابطة الأيونية، وتحتوي هذه المركبات على أيونات، وعادة ما تكون المركبات الأيونية محايدة، لذلك، تتحد الأيونات بطرق تحيد شحناتها، إلكترونات التكافؤ أو إلكترونات الذرة التي يمكنها المشاركة في تكوين روابط كيميائية مع ذرات أخرى هم الإلكترونات الأبعد عن النواة.

أمثلة للمركبات الأيونية

كلوريد الصوديوم: الصوديوم معدن بينما الكلور مادة غير فلزية. يتفاعل معدن الصوديوم مع الكلور لتكوين مركب أيوني، كلوريد الصوديوم.

العدد الذري للصوديوم هو 11، لذا فإن تكوينه الإلكتروني هو 2،8،1 . يحتوي الصوديوم على إلكترون واحد فقط في غلافه الخارجي. لذلك، ستتبرع ذرة الصوديوم بإلكترون واحد لذرة الكلور وتشكل أيون الصوديوم أي Na +.

على الجانب الآخر، العدد الذري للكلور هو 17، تكوينه الإلكتروني هو 2،8،7 . لذلك، تحتوي ذرة الكلور على 7 إلكترونات في الغلاف الخارجي وتحتاج إلى إلكترون آخر لتحقيق تكوين إلكتروني مستقر أو تكوين غاز خامل. لذلك، تأخذ ذرة الكلور إلكترونًا واحدًا من ذرة الصوديوم وتشكل أيون كلوريد سالب الشحنة، أي Cl-.عندما يتفاعل الصوديوم مع الكلور، فإنه ينقل إلكترونًا خارجيًا إلى ذرة الكلور بفقدان إلكترون واحد، تشكل ذرة الصوديوم أيون الصوديوم (Na +) ومن خلال اكتساب إلكترون واحد، تشكل ذرة الكلور أيون الكلوريد (Cl-).

أيون الصوديوم له شحنة موجبة بينما أيونات الكلوريد لها شحنة سالبة، وبسبب الشحنات المعاكسة، يتم تجميع أيونات الصوديوم وأيونات الكلوريد معًا بواسطة قوة الجذب الكهروستاتيكية لتكوين كلوريد الصوديوم Na + Cl- أو NaCl.

في مركب كلوريد الصوديوم، التكوين الإلكتروني للصوديوم هو 2،8 والذي يشبه غاز النيون الخامل والتكوين الإلكتروني لأيون الكلوريد هو 2،8،8 والذي يشبه غاز الأرجون الخامل، ونتيجة لذلك، فإن مركب كلوريد الصوديوم مستقر للغاية، وبالتالي، فإن كلوريد الصوديوم مركب أيوني ويحتوي على روابط أيونية.

وتجدر الإشارة إلى أن أنواع الأيونات تنقسم إلى أنيونات هي أيونات لها شحنة سالبة والكاتيونات هي أيونات تميل إلى أن يكون لها شحنة موجبة.

كيفية تكوين مركب أيوني

يتم تكوين مركب أيوني عن طريق تبادل واحد أو أكثر من إلكترونات التكافؤ من ذرة، عادةً معدن “فلزية”، إلى أخرى، عادةً ما تكون غير معدنية “لا فلزية”، وينتج عن تبادل الإلكترون هذا تجاذبًا إلكتروستاتيكيًا بين الذرتين يسمى الرابطة الأيونية. وتُعرف الذرة التي تفقد إلكترونًا واحدًا أو أكثر من إلكترونات التكافؤ لتصبح أيونًا موجب الشحنة باسم الكاتيون، بينما تُعرف الذرة التي تكتسب إلكترونات وتصبح سالبة الشحنة باسم الأنيون.

ويسمح تبادل إلكترونات التكافؤ للأيونات بتحقيق تكوينات إلكترونية تحاكي تلك الخاصة بالغازات النبيلة، مما يرضي قاعدة الثمانيات، والتي تنص على أن الذرة تكون أكثر استقرارًا عندما يكون هناك ثمانية إلكترونات في غلاف التكافؤ. وتميل الذرات التي تحتوي على أقل من ثمانية إلكترونات إلى إرضاء قاعدة الثنائي، بوجود إلكترونين في غلاف التكافؤ من خلال تلبية قاعدة الثنائي أو قاعدة الثمانيات، تكون الأيونات أكثر استقرارًا.

ويشار إلى الكاتيون بشحنة موجبة (+ شيء) على يمين الذرة، ويشار إلى الأنيون بشحنة سالبة عالية (- شيء) على يمين الذرة، وبمجرد تشكل الأيونات المشحونة عكسيا، فإنها تنجذب بشحناتها الموجبة والسالبة وتشكل مركب أيوني. تتشكل الروابط الأيونية أيضًا عندما يكون هناك فرق كبير في الكهربية بين ذرتين، حيث يتسبب هذا الاختلاف في مشاركة غير متكافئة للإلكترونات بحيث تفقد ذرة واحدة إلكترونًا واحدًا أو أكثر تمامًا وتكتسب الذرة الأخرى إلكترونًا واحدًا أو أكثر، كما هو الحال في تكوين رابطة أيونية بين ذرة فلز (صوديوم) وغير فلزية (فلور).

خصائص المركب الأيوني

نظرًا لأن جميع المركبات الأيونية تتشكل عندما تنجذب الأنيونات والكاتيونات إلى بعضها البعض، فعادة ما يكون للمركبات الأيونية خصائص متشابهة، وهي كالآتي:

  • الخصائص الفيزيائية للمركبات الأيونية

نظرًا لوجود قوة الجذب القوية بين الأيونات الموجبة والسالبة، فإن المركبات الأيونية عبارة عن مواد صلبة ويصعب كسرها. وتنكسر عمومًا إلى قطع عند الضغط عليها، وبالتالي فهي تعتبر هشة.

  •  درجة انصهار وغليان المركبات الأيونية

نظرًا لوجود قوى الجذب الكهروستاتيكية بين الأيونات، فإن كمية كبيرة من الطاقة مطلوبة لكسر الروابط الأيونية بين الذرات، وبالتالي، فإن المركبات الأيونية لها نقاط انصهار وغليان عالية.

  • ذوبان المركبات الأيونية

المركبات الأيونية قابلة للذوبان بشكل عام في المذيبات القطبية مثل الماء، بينما تميل القابلية للذوبان إلى الانخفاض في المذيبات غير القطبية مثل البنزين والبنزين وما إلى ذلك.

  • توصيل الكهرباء

لا تقوم المركبات الأيونية بتوصيل الكهرباء في الحالة الصلبة ولكنها موصلة جيدة في الحالة المنصهرة. يتضمن توصيل الكهرباء تدفق الشحنة من نقطة إلى أخرى. في الحالة الصلبة ، نظرًا لأن حركة الأيونات غير ممكنة، فإن المركبات الأيونية لا توصل الكهرباء. بينما في الحالة المنصهرة، توصل المركبات الأيونية الكهرباء حيث يتم التغلب على قوى الجذب الكهروستاتيكية بين الأيونات بالحرارة المنبعثة. ومن الجدير بالذكر أيضا أن المركبات الأيونية تقوم بتوصيل الكهرباء عند الذوبان في الماء.

  • المركبات الأيونية تشكل بلورات .
  • بالمقارنة مع المركبات الجزيئية، تحتوي المركبات الأيونية على محتوى حراري أعلى من الاندماج والتبخر.

تحديد صيغة المركب الأيوني

لتحديد الصيغ الكيميائية للمركبات الأيونية، يجب استيفاء الشرطين التاليين:

  1. يجب أن يلتزم كل أيون بقاعدة الثمانيات لتحقيق أقصى قدر من الاستقرار.
  2. سوف تتحد الأيونات بطريقة تجعل المركب الأيوني الكلي محايدًا. بمعنى آخر، يجب أن تتوازن شحنات الأيونات.

يتحد المغنيسيوم والفلور لتكوين مركب أيوني. ما هي صيغة المركب؟

يشكل Mg الأكثر شيوعًا أيون 2+، هذا لأن Mg يحتوي على إلكترونين تكافئين ويريد التخلص من هذه الأيونات لإطاعة قاعدة الثماني، بينما يحتوي الفلور على سبعة إلكترونات تكافؤ وعادة ما يشكل F – ion لأنه يكتسب إلكترونًا واحدًا لإرضاء قاعدة الثمانيات. عندما يتحد Mg 2+ و F – لتكوين مركب أيوني، يجب إلغاء شحناتها، ولذلك، واحدة المغنيسيوم 2+ يحتاج إلى F – أيونات، وتتم موازنة 2+ من Mg من خلال وجود اثنين من الأيونات المشحونة -1. إذن ، صيغة المركب هي MgF 2 . يشير الرمز السفلي الثاني إلى وجود نوعين من الفلورين مرتبطين أيونيًا بالمغنيسيوم.

على النطاق العياني ، تشكل المركبات الأيونية هياكل شبكية بلورية تتميز بنقاط انصهار وغليان عالية وموصلية كهربائية جيدة عند الذوبان أو الذوبان.

السابق
قوانين نيوتن وتطبيقاتها
التالي
ماهو التحليل الكهربائي