پیوند یونی

[Regina]

پیوندیونی نوعی از پیوند شیمیایی است که جاذبه الکترواستاتیک بین دو یون با بار ناهمنام را شامل می‌شود و به عنوان برهم‌کنش اصلی در ترکیبات یونی به شمار می‌آید. «پیوند یونی» (Ionic Bonding)، از جمله پیوندهای مهم در کنار پیوندهای کووالانسی و فلزی است. در تعریف دیگر، پیوند یونی، انتقال کامل الکترون‌های لایه ظرفیت بین اتم‌ها نام دارد که در نهایت سبب تولید دو بار...

لطفا برای مشاهده کامل مطالب در انجمن ثبت نام کنید.

 

[Regina]

تشکیل پیوند یونی
در بیشتر موارد، پیوند یونی نتیجه واکنش‌های اکسایش و کاهش (ردوکس) است به گونه‌ای که یک اتم از عنصری فلزی با انرژی یونش پایین، الکترون‌های خود را برای رسیدن به آرایش پایدار گاز نجیب از دست می‌دهد. جاذبه الکترواستاتیک بین کاتیون‌های و آنیون‌ها موجب تشکیل جامدی با ساختار بلوری می‌شود. در ساختار این نوع یون‌ها، نمی‌توان یک واحد مولکولی پیوسته را مشاهده کرد و ترکیبات تشکیل شده، ترکیبات مولکولی نیستند.

 

[Regina]

به طور مثال، نمک طعام را همه با فرمول سدیم کلرید می‌شناسند. زمانی که اتم سدیم با اتم کلر ترکیب شود، هر اتم سدیم یک الکترون از دست می‌دهد و کاتیون+Na را تشکیل می‌دهد. به همین ترتیب، اتم‌های کلر نیز با گرفتن الکترون به آنیون −Cl تبدیل می‌شوند. در نهایت، این یون‌ها هرکدام با نسبت یک به یک، جذب یکدیگر خواهند شد که نتیجه این امر، تولید سدیم کلرید است:

Na + Cl → Na+ + Cl → [COLOR=rgb(255, 106...​

لطفا برای مشاهده کامل مطالب در انجمن ثبت نام کنید.

 

[Regina]

پیوند یونی زمانی تشکیل می‌شود که این تغییرات انرژی واکنش برای تشکیل پیوند، مناسب باشند. به طور کلی، این نوع از واکنش‌های تشکیل پیوند یونی گرماده هستند که از آن‌جمله می‌توان به واکنش تشکیل ماده سمی مرکوریک اکسید اشاره کرد.
مقدار بار یون‌های حاصل از تشکیل پیوند یونی، عامل مهمی در تعیین قدرت پیوند به شمار می‌آید. به طور مثال، بر اساس قانون کولن، قدرت پیوند در نمکی به شکل −C+ A، در حدود چهار برابر ضعیف‌تر از نمک به شکل...

لطفا برای مشاهده کامل مطالب در انجمن ثبت نام کنید.

 

[Regina]

ساختار ترکیبات یونی
ترکیبات یونی در حالت جامد، ساختارهای بلوری را تشکیل می‌دهند. دو عامل اساسی در تعیین شکل بلور شامل اندازه و بار نسبی یون‌ها است. برخی ساختارها از تعداد زیادی ترکیبات مختلف گرفته شده‌اند. به طور مثال، ساختار سدیم کلرید از بسیاری از هالیدهای قلیایی و همچنین اکسیدهای دوتایی مانند منیزیم اکسید بدست آمده است. به طور معمول، برای پیش‌بینی ساختار بلورهای یونی از «قوانین پاولینگ» (Pauling’s Rules) استفاده می‌کنند.

انرژی شبکه و قدرت پیوند یونی
برای یک جامد بلوری، تغییرات آنتالپی به هنگام تشکیل جامد از یون‌های گازی را با نام «انرژی شبکه» (Lattice Energy) تعریف می‌کنند. مقادیر آزمایشگاهی انرژی شبکه را می‌توان با استفاده از «چرخه...

لطفا برای مشاهده کامل مطالب در انجمن ثبت نام کنید.

 

[Regina]

اثر قطبیدگی در پیوند یونی
یون‌ها در شبکه بلوری ترکیبات یونی خالص، به صورت کروی هستند. اگرچه، در صورتیکه یون مثبت، کوچک باشد و بار زیادی داشته باشد، موجب تغییر شکل ابر الکترونی یون منفی می‌شود که این اثر در «قوانین فاژانس» (Fajans Rules) آورده شده است. «قطبیدگی» (Polarization) یون منفی موجب افزایش چگالی بار بین دو هسته می‌شود که این خود به معنی خاصیت جزئی کووالانسی است.

یون‌های منفی بزرگتر، راحت‌تر قطبیده می‌شوند اما این اثر تنها زمانی اهمیت پیدا می‌کند که یون‌هایی با بار 3+3+ مانند Al3+Al3+ نیز دخیل باشند. گرچه، یون‌های 2+2+ و 1+1+ نیز در مواردی قطبیدگی نشان می‌دهند چراکه اندازه این یون‌ها بسیار کوچک است. به طور مثال، LiILiI پیوند یونی است که خواصی از پیوندهای...

لطفا برای مشاهده کامل مطالب در انجمن ثبت نام کنید.

 

[Regina]

مقایسه پیوند یونی و کووالانسی
در پیوندهای یونی، تشکیل پیوند در اتم‌ها بوسیله جاذبه یون‌ها با بار ناهمنام صورت می‌گیرد درحالیکه در پیوندهای کووالانسی، اتم‌ها بوسیله اشتراک‌گذاری الکترون‌ها برای رسیدن به آرایش الکترونی پایدار پیوند تشکیل می‌دهند. در پیوندهای کووالانسی، هندسه مولکولی اطراف اتم به کمک نظریه دافعه جفت‌الکترون‌های لایه ظرفیت موسوم به وسپر تعیین می‌شود اما در مواد یونی، هندسه ترکیبات از «قوانین حد نهایی بسته» (Maximum Packing Rules) تبعیت می‌کنند.
در پیوندهای یونی، با توجه به اینکه هیچ الکترون اشتراکی وجود ندارد، دافعه‌ای نیز وجود نخواهد داشت و بنابراین، یون‌ها تا حد ممکن می‌توانند کنار یکدیگر جمع شوند. این امر به طور معمول سبب می‌شود تا اعداد...

لطفا برای مشاهده کامل مطالب در انجمن ثبت نام کنید.

 

[Regina]

شرط وجود پیوند یونی
همانطور که پیش‌تر نیز اشاره شد، ترکیب خالصی که تماما دارای پیوند یونی باشد وجود ندارد. به طور مثال، برهم‌کنش‌های NaCl و MgO دارای درصدی از کووالانسی هستند درحالیکه پیوندهای SiO به طور معمول، ۵۰ درصد یونی و ۵۰ درصد کووالانسی است. پاولینگ تخمین زد که اختلاف الکترونگاتیوی 1/7، برابر با ۵۰ درصد خاصیت یونی است و بنابراین اختلافی بیش از ۱/7 با پیوندی کاملا یونی متناظر خواهد بود.

در حالت کلی، زمانی که پیوندی یونی در یک جامد یا مایع تشکیل شود، نمی‌توان در خصوص یک پیوند یونی بین دو اتم مجزا صحبت کرد چراکه نیروهای چسبندگی که شبکه بلور را در کنار یکدیگر نگه می‌دارند، طبیعتی به‌هم‌پیوسته دارند. این امر در خصوص پیوندهای کووالانسی کمی متفاوت است چرا که...

لطفا برای مشاهده کامل مطالب در انجمن ثبت نام کنید.

 

[Regina]

پیوندها در شیمی آلی
پیوندهای کووالانسی و یونی، دو مورد از مهم‌ترین پیوندها هستند. پیوندهای کووالانسی قطبی، در میان این دو پیوند قرار دارند. همانطور که بالاتر هم به آن اشاره شد،‌ برخی پیوندهای یونی خاصیت کووالانسی دارند و برخی پیوندهای کووالانسی به طور جزئی یونی هستند. به طور مثال، بیشتر ترکیبات کربن به صورت پیوند کووالانسی دیده می‌شوند اما در برخی موارد به صورت جزئی خاصیت یونی هم دارند.

هر دو پیوند یونی و کووالانسی در شیمی آلی مورد استفاده قرار می‌گیرند. پیوندهای یونی از آن جهت اهمیت دارند چون در سنتز ترکیبات خاص آلی از آن‌ها بهره می‌گیرند...

لطفا برای مشاهده کامل مطالب در انجمن ثبت نام کنید.