Transcript: Legătura ionică. Compuşii ionici.

Până acum am vorbit despre atomii individuali, despre elemente și despre proprietățile lor.
Atomii sunt particulele fundamentale ale materiei, însă dacă ar exista în natură numai sub această formă de atom, nimic din ceea ce ne înconjoară nu ar mai exista.
Diversitatea imensă de compuși naturali sau sintetizați de noi în laborator pe care îi formează elementele chimice
se explică prin tendința generală a atomilor de a ajunge într-o stare de energie minimă.
Această stare de energie minimă înseamnă preferința spre a depune cât mai puțin efort sau energie pentru a exista într-o stare cât mai stabilă,
adică un fel de stare de confort ridicat la cel mai mic cost posibil.
În cazul atomilor, asta presupune realizarea unei structuri electronice stabile pe ultimul strat, deci structuri electronice stabile
corespunzătoare gazului inert, celui mai apropiat din tabelul periodic.
Știm că gazele inerte au configurația de octet pe stratul exterior, cu excepția heliului care are configurație de dublet,
configurații care le oferă acestor gaze inerție chimică.
Astfel a luat naștere o regulă și anume regula octetului, care spune că, de cele mai multe ori,
configurația stabilă la care ajung atomii este de 8 electroni pe ultimul strat.
Există 3 modalități prin care atomii elementelor pot ajunge la astfel de configurații stabile,
prin cedare de electroni, prin primire de electroni sau prin punere în comun de electroni în reacții cu alții atomi când se formează legături chimice.
Deci putem spune că legătura chimică este o pereche de electroni împărțită de 2 atomi,
iar această pereche de electroni acționează ca o forță ce ține atomii împreună și îi face să acționeze ca o moleculă independentă.
Dar tipul legăturii chimice depinde de felul în care acești atomi împart perechea de electroni între ei.
Deci dacă vorbim despre transfer de electroni de la un atom la altul, adică un atom cedează și altul primește,
când rezultă ioni între care se exercită forțe de atracție electrostatică, înseamnă că vorbim despre legături ionice.
Când atomii pun în comun electroni, atunci e vorba despre legături covalente.
În cazul metalelor în stare elementară, între atom se stabilește un tip special de legătură care se numește legătură metalică
și care ține tot de un fel de punere în comun de electroni.
Să începem cu legătura ionică.
Pentru a înțelege mai bine ne vom referi, bineînțeles, și la compuși ionici.
După cum am zis, o metodă de atomilor de a ajunge la configurația stabilă este de a ceda electroni devenind astfel ion pozitiv
sau de a primi electroni devenind astfel ion negativ.
Electronul sau electronii care se plimbă în acest fel, de la un atom la altul, sunt particule foarte reactive.
Ei nu pot exista liberi de capul lor în natură.
Deci, în vecinătatea unui atom care cedează electroni, se află întotdeauna un atom care acceptă electroni.
Vom lua exemplu sodiului și al clorului.
Știm că elementele din grupele 1 și 2, sau 1 principală și a 2-a principală, își donează electronii de valență fără prea multe probleme.
Sunt foarte generoși.
Ei se transformă astfel în ioni pozitivi sau cationi.
Deci, sodiul din grupa 1, cu numărul atomic Z egal cu 11, are această configurație 1S2, 2S2, 2P6, 3S1.
De aici până aici este configurația gazului rar, care se află înaintea sodiului în tabelul periodic,
adică a neonului și la care sodiul își dorește foarte tare să ajungă.
Deci, va ceda acest electron.
După cum știm, configurația sodiului se mai poate scrie și în acest fel.
Configurația neonului și 3S1.
Sodiul va scăpa de electronul care îl incomodează, iar configurația lui va fi doar configurația neonului.
Și vedem că sodiul s-a transformat într-un ion pozitiv.
Pe de altă parte, atomii, elementele ori din grupele 16 și 17, sau a șasea principală și a șaptea principală,
preferă să primească electroni pentru a ajunge la configurația gazului nobil imediat următor în perioada.
Astfel, ei se transformă în ioni negativi sau anioni, cum se întâmplă cu clorul, de exemplu.
El vrea să ajungă la configurația gazului nobil argon.
Configurația clorului, care are numărul atomic Z egal cu 17, este neon 3S2 3P5.
Electronul de la sodiu va fi acceptat de clor, care devine astfel un ion negativ cu următoarea configurație neon 3S2 3P6,
această configurație fiind echivalentă cu configurația argonului.
Haideți să desenăm electronii de valență ca fiind niște puncte în jurul atomilor, acestea fiind simboluri Lewis.
Sodiul are un electron de valență, deci îi desenăm un punct, iar clorul are șapte electroni de valență,
deci vom desenea șapte puncte, două aici, două și încă două și unul.
Procesele care au loc pot fi reprezentate în modul următor.
Un electron e transferat de la sodiu la clor, sodiul devine un cation, iar clorul un anion, ce are configurație de octet.
Acum sunt amândoi atomii foarte fericiți cu structurile lor stabile de pe ultimul strat, numai că sunt atrași unul de altul.
Cei doi ioni de semn contrar se atrag prin forțe de natură electrostatică.
Aceste forțe electrostatice se supun legii lui Columb, s-ar putea să știți de Columb de la fizică,
lege care, pe scurt, zice că sarcinile de același semn se resping, iar sarcinile de semne opuse se atrag,
deci atracția electrostatică dintre sarcina pozitivă a sodiului și cea negativă a clorului este asimilată cu o legătură chimică numită legătură ionică.
S-a format astfel un compus chimic nou, format din ioni și care se numește compus ionic.
Clorura de sodiu obținută astfel este, de fapt, sarea de bucătărie.
După cum bine știți, ea e solidă, ba chiar cristalină.
În cele mai multe dintre substanțele solide, fiecare particulă, ion, atom sau moleculă ocupă o anumită poziție într-un aranjament ordonat,
exact ca în această imagine, adică se formează o rețea cristalină.
Astfel de substanțe se numesc substanțe cristaline.
Deci acest ansamblu geometrii regulat format din ionii de sodiu plus și clor minus se numește rețea ionică.
Dacă vă mai amintiți, ionii negativi sunt mai voluminoși datorită electronilor în plus.
Deci ionii de clor sunt aceștia, clor minus, clor minus, iar cei pozitivi au un volum mai mic, deci ionii de sodiu sunt aceștia, sodiu plus, sodiu plus.
Dată viitoare când vă veți condimenta cu sare cartofi prăjiți sau ciorba, gândiți-vă că într-un singur cristal de sare se află de fapt un număr mai mare de ioni decât numărul de stele existente în tot universul vizit.
Așadar, legătura ionică se realizează pe baza transferului de electroni de la atomii elementelor cu caracter metalic la atomii elementelor cu caracter nemetalic și pe baza interacțiunii electrostatice între ionii formați.
Legăturile ionice se întâlnesc în săruri precum florura de argin. Ionii sunt argin plus și clor minus în clorura de sodiu despre care am vorbit cu ionii sodiu plus și clor minus sau sulfatul de cupru cu ionii cupru 2 plus și gruparea sulfat 2 minus.
Legăturile ionice se mai întâlnesc și în unii oxizi bazici cum sunt oxizii metalelor alcaline precum oxidul de sodiu cu ionii sodiu plus și oxigen 2 minus sau în oxizii metalelor alcalinopământoase precum oxidul de calciu, calciu 2 plus și oxigen 2 minus.
Și majoritatea hidroxizilor au tot legături ionice, de exemplu hidroxidul de sodiu sau hidroxidul de magneziu. Avem ionii sodiu plus și gruparea hidroxid minus, la fel magneziu 2 plus și gruparea hidroxid minus.
Despre legătura ionică mai e foarte important de reținut faptul că nu este orientată în spațiu, adică nu formează molecule.
Forțele de atracție electrostatică acționează în toate direcțiile formând acea rețea cristalină, adică compușii ionici.
Pentru că aceste forțe care se exercită între ioni sunt foarte puternice, compușii ionici sunt substanțe solide cu puncte de topire și fierbere ridicate.
Compușii ionici solubili în apă formează soluții care conduc curentul electric.
Cam atât despre legătura ionică și compușii ionici, urmează să vorbim și despre legătura covalentă și despre compușii moleculari.