Kationy i aniony
Atomy są elektrycznie obojętne, ponieważ liczba protonów w jądrze jest równa liczbie elektronów.
Atomy mogą oddawać lub przyjmować elektrony. Stają się wówczas jonami.
Jeśli atomy oddają elektrony stają się jonami dodatnimi, czyli kationami. W kationach liczba elektronów jest mniejsza niż liczba protonów w jądrze atomu.
Kationy tworzą metale.
Przykłady powstawania kationów:
Li - 1e− → Li+ kation litu
Mg - 2e− → Mg2+ kation magnezu
Ca - 2e− → Ca2+ kation wapnia
Fe - 3e− → Fe3+ kation żelaza(III)
Jeśli atomy pobierają elektrony stają się jonami ujemnymi, czyli anionami. W anionach liczba elektronów jest większa niż liczba protonów w jądrze atomu.
Aniony tworzą niemetale.
Przykłady powstawania anionów:
Br + 1e− → Br− anion bromkowy
Cl + 1e− → Cl− anion chlorkowy
O + 2e− → O2- anion tlenkowy
S + 2e− → S2- anion siarczkowy
Wiązanie jonowe
Åadunki dodatnie i ujemne przyciągają się siłami elektrostatycznymi.
Gdy metal połączy się z niemetalem powstaje związek chemiczny, który jest zbudowany z jonów: kationów metali i anionów niemetali.
Między kationami a anionami tworzy się wiązanie jonowe.
Wiązania jonowe powstają między atomami pierwiastków grupy 1 i 2 (metalami), które oddają eektrony a atomami pierwiastków grupy 17 (niemetalami), które pobierają elektrony.
Wiązanie jonowe powstaje wtedy, gdy róznica elektroujemności wynosi co najmniej 1,7.
Przykład: NaCl
Atom sodu ma 1 elektron walencyjny i oddaje go dla atomu chloru, który ma 7 elektronów walencyjnych. W ten sposób oba atomy mają po 8 elektronów na ostatniej powłoce (oktet). Atom sodu staje się kationem Na+ a atom chloru anionem Cl−.
Na - 1e− → Na+
Cl + 1e− → Cl−
Kation sodu i anion chlorkowy przyciągają się i tworzą wiązanie jonowe. Powstaje chlorek sodu NaCl.
Przykład: MgO
Atom magnezu ma 2 elektrony walencyjne i oddaje go dla atomu tlenu, który ma 6 elektronów walencyjnych. W ten sposób oba atomy mają po 8 elektronów na ostatniej powłoce (oktet). Atom magnezu staje się kationem Mg2+ a atom tlenu anionem O2−.
Mg - 2e−→ Mg2+
O + 2e− → O2−
Przykład: CaCl2
Atom wapnia ma 2 elektrony walencyjne i oddaje go dla 2 atomów chloru, które mają po 7 elektronów walencyjnych. W ten sposób wszystkie atomy mają po 8 elektronów na ostatniej powłoce (oktet). Atom wapnia staje się kationem Ca2+ a atomy chloru anionami Cl−.
Ca - 2e−→ Ca2+
2Cl + 2e− → 2Cl−
Właściwości związków kowalencyjnych i jonowych
Związki kowalencyjne | Związki jonowe |
Atomy po połączeniu tworzą cząsteczki. | Atomy po połączeniu tworzą kryształy zbudowane z jonów. |
Występują w stanie stałym, ciekłym i gazowym. | Występują w stanie stałym. |
Mają niską temperaturę wrzenia i topnienia. | Mają wysoką temperaturę wrzenia i topnienia. |
Rozpuszczalność w wodzie: - z wiązaniami niespolaryzowanymi - słaba - z wiązaniami spolaryzowanymi - dobra |
Dobrze rozpuszczają się w wodzie. |
Nie przewodzą prądu elektrycznego. | Przewodzą prąd elektryczny po stopieniu lub rozpuszczeniu w wodzie |