Legatura ionica

Legatura ionica

W. Kossel (1916) a explicat legatura electrovalenta astfel: "electrovalenta se formeaza prin transferul electronilor de valenta de pe ultimul strat al elementelor electropozitive pe stratul ultim, de valenta, al atomilor elementelor electronegative, fiecare dintre ionii rezultati avand configuratie stabila de gaz inert".

Bazele stiintifice ale teoriei legaturii ionice au fost puse de W. Kossel pornind de la structura complexa a atomului. El a scos in evidenta faptul ca prin combinarea chimica atomii tind sa-si modifice stratul exterior, astfel incat sa dobandeasca o configuratie cat mai stabila, corespunzatoare cu cea a unui gaz rar sau cat mai apropiata de aceasta. Instabilitatea configuratiei electronice a atomilor este cu atat mai mare, cu cat elementele sunt situate, in sistemul periodic, mai aproape de un gaz inert. Atomii elementelor ce urmeaza, in sistem, dupa gazele rare (grupele IA si IIA) pierd cu usurinta electronii excedentari fata de configuratia gazului rar precedent, devenind ioni pozitivi (cationi), de exemplu:

Atomii elementelor dinaintea gazelor rare (grupele VIA si VIIA) isi pot completa octetul cu un numar de electroni corespunzator diferentei intre 8 si numarul grupei, devenind ioni negativi (anioni) cu configuratia electronica a gazului rar ce urmeaza.

Numarul de electroni cu care se modifica configuratia atomului corespunde numarului de sarcini electrice elementare purtate de fiecare ion. Se produce astfel un transfer de electroni de la elementul puternic electropozitiv, cu potential de ionizare scazut, la elementul puternic electronegativ, cu afinitate ridicata pentru electroni. Modificarile invelisurilor electronice la formarea ionilor, se reflecta prin importante efecte asupra dimensiunilor atomice: ionul pozitiv are un volum micsorat fata de atom, iar cel negativ este mai mare decat atomul din care provine. Ionii astfel formati nu raman izolati ci se atrag electrostatic intre ei, pana la distanta minima permisa de repulsiile intre invelisurile lor electronice. Nu se poate vorbi in cazul combinatiilor ionice de molecule, ci de retele ionice.

Valenta elementelor este data de numarul sarcinilor electrice ale ionilor respectivi, ca urmare a numarului de electroni cedati sau primiti de atomi.

Teoria electrovalentei date de W.Kossel explica multumitor formarea combinatiilor ionice tipice, deoarece formarea lor este justificata si din punct de vedere energetic. Se cunoaste ca o legatura chimica este stabila daca se formeaza cu degajare de energie, stabilitatea combinatiei fiind proportionala cu cantitatea de energie degajata. Toate combinatiile ionice cunoscute sunt combinatii exoterme. Ele nu formeaza molecule propriu-zise, deoarece campul electric al ionilor este uniform distribuit in toate directiile, legatura ionica nefiind dirijata in spatiu.

Acest tip de legatura se intalneste la combinatii anorganice dintre care reprezentatii tipici sunt sarurile.

In stare solida, combinatiile ionice formeaza retele ionice. In functie de raportul r_c / r_a exista trei tipuri de retele:

- tip de retea CsCl (n.c. = 8)

- tip de retea NaF (n.c. = 6)

- tip de retea ZnS (n.c. = 4).

Proprietatile compusilor ionici.

Combinatiile formate din ioni pozitivi si ioni negativi se numesc combinatii ionice. In cazul compusilor ionici, nu se foloseste notiunea de molecula, deoarece in cristale si topiturile combinatiilor ionice nu exista molecule, ci ioni.

Legatura ionica fiind de natura electrostatica nu este rigida, astfel ca ionii incarcati electric diferit, uniti prin aceasta legatura nu au o pozitie fixa unii fata de altii.

Aranjarea ionilor in reteaua cristalina se face pe principiul maximei compactitati "energia totala a retelei ionice este minima atunci cand aranjarea cationilor si anionilor se face cat mai compact".

Temperatura de fierbere si de topire creste prin scaderea diferentei de electronegativitate:

La dizolvarea combinatiilor ionice in solventi polari se produce fenomenul disocierii electrolitice; ionii formati se misca independent. Combinatiile ionice, atat in solutie, cat si in topitura, sunt bune conducatoare de electricitate.