8 класс смотреть онлайн: §43 «Ионная химическая связь» учебника по химии УМК Габриелян Углубленный уровень. Цитаты из пособия 2025 года использованы в учебных целях для семейного и домашнего обучения. Код материалов: Химия Габриелян Учебник §43 Углубленный уровень.
Вернуться в ОГЛАВЛЕНИЕ учебника
Химия (УМК Габриелян)
Учебник §43 (углубл.)
§ 43. Ионная химическая связь
Вам уже известно, что каждый атом стремится приобрести устойчивую электронную оболочку благородного газа за счёт образования химических связей. Различают несколько типов химической связи.
Рассмотрим первый тип химической связи на примере соли хлорида натрия. Напомним, атомы металлов стремятся отдать свои валентные электроны. Атом натрия, содержащий на внешнем энергетическом уровне единственный электрон, отдаёт ею, обнажая завершённый внутренний электронный слой. Однако, теряя электрон, атом натрия перестаёт быть электронейтральным и превращается в положительно заряженную частицу — катион натрия Na1+. Обычно при записи заряда иона цифру 1 не пишут, так же как опускают индексы и коэффициенты, равные единице. Таким образом, катион натрия записывают Na+.
Превращение атома натрия в катион натрия можно выразить схемой 9.
или Na0 – 1e → Na+
Отданный атомом натрия электрон принимает атом хлора на внешний энергетический уровень, чтобы достичь восьмиэлектронной оболочки. При этом атом хлора превращается в отрицательно заряженную частицу — анион хлора С1–.
Образующиеся заряженные частицы — катион натрия и анион хлора имеют противоположные электрические заряды, поэтому притягиваются друг к другу. Между ними возникает химическая связь, называемая ионной:
✅ Химическая связь, образующаяся за счёт электростатического притяжения противоположно заряженных ионов, называется ионной связью.
Ионная химическая связь образуется в соединениях активных металлов (например, щелочных или щелочноземельных) с типичными неметаллами: галогенами, кислородом, азотом, серой.
В твёрдом веществе с ионным типом связи каждый ион окружён ионами с противоположным зарядом и с одинаковой силой с ними взаимодействует. Например, в кристалле хлорида натрия невозможно выделить два иона, связанные только друг с другом. Следовательно, в соединениях с ионным типом связи в твёрдом состоянии отсутствуют молекулы вещества. Как вы знаете, такие вещества имеют немолекулярное строение. Формула NaCl отражает состав хлорида натрия (на один катион натрия приходится один хлорид–анион) и называется формульной единицей вещества.
Понятно, что число электронов, отданных атомами металлов, должно быть равно числу электронов, присоединённых неметаллом.
Заряды ионов позволяют составлять формулы веществ с ионной связью. Для этого нужно последовательно выполнить несложные действия. Рассмотрим их на примере формулы ионного соединения, образованного атомами кальция и азота.
- Определим заряд иона кальция. Для металлов главных подгрупп заряд катиона в большинстве случаев равен номеру группы, в которой расположен элемент.
- Определим заряд иона азота. Для неметаллов главных подгрупп заряд аниона в большинстве случаев равен номеру группы минус 8.
- Наименьшее общее кратное между значениями зарядов образовавшихся ионов равно 6. Разделим его на значения зарядов образовавшихся ионов и получим значения индексов для каждого элемента: 3 для кальция и 2 для азота.
- Запишем схему образования ионной связи между атомами кальция и азота:
Дополнительно (нет в учебнике!) посмотрите в спойлере другой алгоритм составления формул веществ с ионной связью.
Кроме ионов, состоящих из одного атома металла или неметалла, простых (или атомных) ионов, существуют сложные (или молекулярные) ионы. Это заряженные частицы, образованные атомами двух или более элементов. Например, кислотные остатки кислородсодержащих кислот представляют собой сложные ионы: SO42–, NO3–, PO43–. Формулы и величины зарядов анионов кислотных остатков приведены в таблице 16.
Нетрудно заметить, что величина отрицательного заряда аниона кислотного остатка равна числу атомов водорода в исходной молекуле кислоты, т. е. её основности.
Ещё один сложный анион — гидроксид–анион ОН–. Как вы помните, он входит в состав оснований.
К веществам с ионным типом связи относятся все соли кислородсодержащих кислот (ионная связь образуется между катионом металла и анионом кислотною остатка) и основания (ионная связь возникает между катионом металла и гидроксид–анионом).
Алгоритм действий для составления формул солей и оснований такой же, как для ионных соединений, состоящих из простых ионов.
Соединения с ионным типом связи — твёрдые кристаллические вещества. Их строение напоминает объёмную решётку, которую называют кристаллической. Частицы вещества в таких телах расположены упорядоченно в определённых точках пространства, которые называют узлами кристаллической решётки. Так устроена, к примеру, шахматная доска. Белая клетка окружена чёрными клетками, а по диагонали она граничит с белыми клетками.
В соединениях с ионным типом связи в узлах кристаллической решётки расположены ионы, поэтому и название кристаллической решётки такого типа — ионная.
На рисунке 52 приведена модель ионной кристаллической решётки хлорида натрия. В ней каждый катион натрия окружён шестью ионами хлора. Ячейка такой решётки представляет собой куб, что определяет форму кристалла хлорида натрия.
Вещества с ионной связью характеризуются некоторыми общими свойствами. Силы притяжения между разноимённо заряженными ионами велики, поэтому вещества имеют твёрдое агрегатное состояние, тугоплавки. Это хрупкие вещества, поскольку при ударе слои ионов смещаются, одноимённо заряженные ионы сближаются и начинают отталкиваться друг от друга. Многие вещества с ионной связью хорошо растворимы в воде (щёлочи, соли щелочных металлов, нитраты, большинство хлоридов). Расплавы таких веществ проводят электрический ток.
Мы рассмотрели сложные анионы. Бывают ли сложные катионы? Об этом вы узнаете в параграфах, посвящённых другому типу химической связи — ковалентной.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: Ионная связь. Катионы. Анионы. Формульная единица. Простые и сложные ионы. Ионная кристаллическая решётка.
ПРОВЕРЬТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
№ 1. Какие частицы называют ионами? Как они образуются? Чем различаются простые и сложные ионы? Приведите примеры ионов различного типа (катионы, анионы, сложные, простые).
№ 2. Какая химическая связь называется ионной? Как она образуется? Почему соединения с ионным типом связи относятся к веществам немолекулярного строения?
№ 3. Что такое кристаллическая решётка? Какие частицы располагаются в узлах ионной кристаллической решётки?
№ 4. Приведите примеры веществ различных классов с ионной связью и ионной кристаллической решёткой. Какие физические свойства характерны для таких веществ?
ПРИМЕНИТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
№ 5. В чём различие между: а) атомом кальция и ионом кальция; б) атомом хлора и ионом хлора?
№ 6. Составьте схемы образования ионной связи между литием и элементами–неметаллами: а) фтором; б) серой; в) азотом.
№ 7. Составьте формулы веществ, состоящих из ионов:
а) кальция и йода;
б) стронция и кислорода;
в) натрия и карбонат–иона;
г) алюминия и фторид–иона;
д) железа и сульфат–иона;
е) бария и гидроксид–иона;
ж) рубидия и гидроксид–иона.
№ 8. Какое число катионов и анионов содержится:
а) в 2 моль фторида калия;
б) в 28 г оксида кальция;
в) в 3 моль сульфата натрия;
г) в 190 г хлорида магния?
ИСПОЛЬЗУЙТЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНУЮ ИНФОРМАЦИЮ
№ 9. Существуют ли простые вещества с ионной связью? Аргументируйте свой ответ.
№ 10. Можно ли считать модель кристаллической решётки хлорида натрия, представленную на рисунке 52, применимой для любого вещества с ионной связью? Почему?
Вы смотрели: §43 учебника по химии УМК Габриелян (Углубленный уровень). Цитаты из пособия 2025 года использованы в учебных целях для семейного и домашнего обучения. Код материалов: Химия Габриелян Учебник §43 угл.