การเกิดพันธะไอออนิก
เกิดระหว่างโลหะกับอโลหะ ยกเว้น Be กับ B โดยโลหะจ่ายอิเล็กตรอนออกไปกลายเป็นประจุบวกและอโลหะรับอิเล็กตรอนเข้ามากลายเป็นประจุลบ
ซึ่งประจุบวกและประจุลบที่เกิดขึ้นจะส่งแรงดึงดูดกัน เรียกว่า พันธะไอออนิก
โครงสร้างของสารประกอบไอออนิก
1.ผลึกโซเดียมคลอไรด์พบว่า
ในผลึกโซเดียมคลอไรด์ มีโซเดียมไอออนสลับกันกับคลอไรด์ไอออนเป็นแถวๆ
ทั้งสามมิติมีลักษณะคล้ายตาข่าย โดยที่แต่ละไอออน จะมีไอออนต่างชนิดล้อมรอบอยู่ 6 ไออออน
ดังนั้น อัตราส่วนระหว่างไอออนบวก :
ไอออนลบ
เท่ากับ 6 : 6 หรือ 1
: 1 สูตรอย่างง่ายจึงเป็นNaCl
2.ผลึกซีเซียมคลอไรด์แต่ละไอออนจะมีไอออนต่างชนิดล้อมรอบอยู่
8 ไอออน ดังนั้น อัตราส่วนระหว่างไอออนบวก : ไอออนลบ
เท่ากับ 8 : 8 หรือ 1 : 1 สูตรอย่างง่ายจึงเป็น CsCl
การเขียนสูตรและเรียกชื่อสารประกอบไอออนิก
1.เริ่มจากอ่านชื่อไอออนบวก
(ธาตุโลหะ) ก่อน
2.อ่านชื่อธาตุไอออนลบ
(ธาตุอโลหะ)
โดยเปลี่ยนเสียงสุดท้ายเป็น ไ-ด์ (-ide)
ตัวอย่างเช่น
NaCl อ่านว่า โซเดียมคลอไรด์
MgO
อ่านว่า
แมกนีเซียมออกไซด์
Al2O3 อ่านว่า
อะลูมิเนียมออกไซด์
3.หากไอออนลบมีลักษณะเป็นกลุ่มธาตุจะมีชื่อเรียกเฉพาะที่แตกต่างกัน
เช่น No3- เรียกว่า ไนเดรต CO32- เรียกว่า
คาร์บอเนต, SO42- เรียกว่า ซัลเฟต OH- เรียกว่า
ไฮดรอกไซด์ เป็นต้น
ตัวอย่างเช่น
CaCO3 อ่านว่า
แคลเซียมคาร์บอเนต
Na2SO4 อ่านว่า
โซเดียมซัลเฟต
พลังงานกับการเกิดสารประกอบไอออนิก
1.โลหะโซเดียมที่อยู่ในสถานะของแข็งระเหิดกลายเป็นไอ
(กลายเป็นอะตอมในสถานะก๊าซ) ขั้นนี้ต้องใช้พลังงาน หรือดูดพลังงานเท่ากับ 109
kJ/mol เรียกพลังงานที่ใช้ในขั้นนี้ว่าพลังงานการระเหิด (Heat
of siblimation) สัญลักษณ์ "Hs" หรือ
"S"
Na(s)+ 109
kJ---------------->Na(g).........(1)
2.โมเลกุลของคลอรีน (Cl2(g))
ซึ่งอยู่ในสถานะก๊าซแตกตัวออกเป็นอะตอมในสถานะก๊าซ (Cl(g))
Cl(g) + 242 kJ
-------------------> 2Cl(g)
3.อะตอมของโซเดียมในสถานะก๊าซ
เสีย 1 เวเลนซ์อิเล็กตรอน กลายเป็นโซเดียมไอออนในสถานะก๊าซ
ขั้นนี้ต้องใช้พลังงานหรือดูดพลังงาน 494 kJ/mol เรียกพลังงานที่ใข้ในขั้นนี้ว่า
พลังงานไอออไนเซชั่น(Ionization Energy) สัญลักษณ์ "IE"
หรือ "I"
Na(g)+494 kJ----------------->Na(g)
+ e.........(3)
4.คลอรีนอะตอมในสถานะก๊าซรับอิเล็กตรอนกลายเป็นคลอไรด์ไอออนในสถานะก๊าซ(Cl-(g))
ขั้นนี้คายพลังงานออกมา 347 kJ/mol พลังงานที่คายออกมาในขั้นนี้เรียกว่า
อิเล็กตรอนอัฟฟินิตีหรือสัมพรรคภาพอิเลคตรอน (Electron Affinity) สัญลักษณ์ E หรือ EA
Cl(g)+e- ----------------->
Cl-(g)+347 kJ...........(4)
5.โซเดียมไอออนในสถานะก๊าซ
และคลอไรด์ไอออนในสถานะก๊าซรวมตัวกันด้วยพันธะไอออนิกได้ผลึกโซเดียมครอไรด์ (NaCl(s))
ขั้นนี้คายพลังงานออกมา 787 kJ/mol พลังงานที่คายออกมาในขั้นนี้เรียกว่าพลังงานแลคทิซ
หรือพลังงานโครงร่างผลึก (Lattic Energy) สัญลักษณ์ U
หรือ Ec
Na+(g) + Cl-(g)
---------------------->NaCl(s)+787 kJ.........(5)
หมายเหตุ
การเกิดสารประกอบไอออนิกอาจคายหรือดูดพลังงานก็ได้แต่มักจะคายพลังงาน
สมบัติของสารประกอบไอออนิก
1.มีขั้วเพราะสารประกอบไอออนิกไม่ได้เกิดขึ้นเป็นโมเลกุลเดี่ยว
แต่จะเป็นของแข็งซึ่งประกอบด้วยไอออนจำนวนมาก
ซึ่งยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงยึดเหนี่ยวทางไฟฟ้า
2.ไม่นำไฟฟ้าเมื่ออยู่ในสภาพของแข็ง
แต่จะนำไฟฟ้าได้เมื่อใส่สารประกอบไอออนิกลงในน้ำ ไอออนจะแยกออกจากกัน ทำให้สารละลายนำไฟฟ้าในทำนองเดียวกันสารประกอบที่หลอมเหลวจะนำไฟฟ้าได้ด้วยเนื่องจากเมื่อหลอมเหลวไอออนจะเป็นอิสระจากกัน
เกิดการไหลเวียนอิเล็กตรอนทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จึงเกิดการนำไฟฟ้า
3.มีจุหลอมเหลวและจุดเดือดสูง ความร้อนในการทำลายแรงดึงดูดระหว่างไอออนให้กลายเป็นของเหลวต้องใช้พลังงานสูง
4.สารประกอบไอออนิกทำให้เกิดปฏิกิริยาไอออนิก
คือ ปฏิกิริยาระหว่างไอออนกับไอออน
ทั้งนี้เพราะสารไอออนิกจะเป็นไอออนอิสระในสารละลาย ปฏิกิริยาจึงเกิดทันที
5.สมบัติไม่แสดงทิศทางของพันธะไอออนิก
สารประกอบไอออนิกเกิดจากไอออนที่มีประจุตรงกันข้ามรอบ ๆ
ไอออนแต่ละไอออนจะมีสนามไฟฟ้าซึ่งไม่มีทิศทาง
จึงทำให้เกิดสมบัติไม่แสดงทิศทางของพันธะไอออนิก
6.เป็นผลึกแข็ง
แต่เปราะและแตกง่าย
ปฎิกิริยาของสารประกอบไอออนิก
เมื่อนำสารละลายไอออนิกคู่ใดคู่หนึ่งมาผสมกัน แล้วเกิดตะกอนขึ้น
แสดงว่าเกิดปฏิกิริยาขึ้น
ในการเกิดปฏิกิริยาในน้ำมักจะมีการแลกเปลี่ยนไอออนบวกและไอออนลบซึ่งกันและกัน
ซึ่งเขียนเป็นสมการทั่วไปได้ดังนี้
AX + BY ————> AY + BX
เช่น
การผสมสารละลายแคลเซียมไฮดรอกไซด์และโซเดียมคาร์บอเนต
ได้ตะกอนสีขาวของแคลเซียมคาร์บอเนต
แต่ Ca(OH)2, Na2CO3และ NaOH
สมการที่แสดงไอออนอิสระของสารประกอบไอออนิกในสารละลายครบทุกชนิดเช่นนี้เรียกว่า
สมการไอออนิก เนื่องจากในปฏิกิริยานี้มี OH- และ Na+
ปรากฏอยู่ทั้งสองด้านและไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงในปฏิกิริยาจึงตัดออกไปได้
ส่วนไอออนที่ทำปฏิกิริยาแล้วได้ผลิตภัณฑ์คือ Ca2+ และ CO32เท่านั้น ที่นำมาเขียนเป็นสมการ
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น