IKATAN IONIK: CIRI-CIRI, BAGAIMANA IA DIBENTUK DAN CONTOH - KIMIA - 2025

The ikatan ionik adalah sejenis ikatan kimia di mana terdapat adalah satu tarikan elektrostatik antara ion bercas berlawanan. Maksudnya, ion bermuatan positif membentuk ikatan dengan ion bercas negatif, memindahkan elektron dari satu atom ke atom yang lain.

Ikatan kimia jenis ini berlaku apabila elektron valensi dari satu atom dipindahkan secara kekal ke atom lain. Atom yang kehilangan elektron menjadi kation (bermuatan positif), dan atom yang memperoleh elektron menjadi anion (bermuatan negatif).

Contoh ikatan ion: natrium fluorida. Natrium kehilangan satu elektron valensi dan memberikannya kepada fluorin. Wdcf

Konsep ikatan ionik

Ikatan ionik adalah satu zarah dengan muatan elektrik, yang disebut ion, berinteraksi untuk menghasilkan pepejal dan cecair ionik. Ikatan ini adalah hasil interaksi elektrostatik antara ratusan juta ion, dan tidak terhad kepada beberapa sahaja; iaitu, melampaui daya tarikan antara cas positif ke arah cas negatif.

Pertimbangkan sebagai contoh sebatian ion natrium klorida, NaCl, yang lebih dikenali sebagai garam meja. Dalam NaCl, yang berpengaruh ikatan ionik, jadi ia adalah terdiri daripada Na ⁺ dan Cl ^- ion . Na ⁺ adalah ion positif atau kation, sementara Cl ^- (klorida) adalah ion negatif atau anion.

Ion Na + dan Clion dalam natrium klorida disatukan oleh ikatan ionik. Sumber: Eyal Bairey melalui Wikipedia.

Na ⁺ dan Cl ^- tertarik dengan cas elektrik yang berlawanan. Jarak antara ion-ion ini memungkinkan orang lain mendekat, sehingga pasangan dan pasangan NaCl muncul. Na ⁺ kation akan menolak antara satu sama lain kerana mereka adalah caj yang sama, dan yang sama berlaku dengan satu sama lain dengan Cl ^- anion .

Datang masa apabila berjuta-juta Na ⁺ dan Cl ^- ion berjaya menyatukan, bersatu, untuk mewujudkan satu struktur yang stabil yang mungkin; satu ditadbir oleh ikatan ionik (gambar atas). Kation Na ⁺ lebih kecil daripada Cl ^- anion kerana kekuatan nuklear berkesan nukleusnya pada elektron luaran.

Ikatan ion NaCl. Rhannosh / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Ikatan ionik dicirikan dengan mewujudkan struktur teratur di mana jarak antara ion (Na ⁺ dan Cl ^- dalam kes NaCl) adalah kecil berbanding dengan pepejal lain. Oleh itu, kita bercakap mengenai struktur kristal ion.

Bagaimanakah ikatan ionik terbentuk?

Ikatan ionik hanya berlaku sekiranya pengedaran elektron berlaku sehingga cas ion timbul. Ikatan jenis ini tidak pernah berlaku antara zarah-zarah neutral. Pasti ada kation dan anion. Tetapi dari mana asalnya?

Ilustrasi ikatan ion. a) Natrium mempunyai muatan negatif bersih. b) Natrium memancarkan elektron kepada klorin. Natrium kekal dengan muatan positif bersih dan klorin dengan muatan negatif bersih, menghasilkan ikatan ion. Jenis ikatan antara berjuta-juta atom Na dan Cl menimbulkan garam fizikal. OpenStax College / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Terdapat banyak jalan di mana ion berasal, tetapi pada dasarnya banyak berdasarkan reaksi penurunan oksidasi. Sebilangan besar sebatian ion bukan organik terdiri daripada unsur logam yang terikat dengan unsur bukan logam (yang terdapat dalam blok p jadual berkala).

Logam mesti mengoksidakan, kehilangan elektron, untuk menjadi kation. Sebaliknya, unsur bukan logam dikurangkan, memperoleh elektron ini, dan menjadi anion. Gambar berikut menggambarkan titik ini untuk pembentukan NaCl dari atom natrium dan klorin:

Pembentukan ikatan ion. Sumber: Shafei di Wikipedia Arab / Domain awam

Na atom mendermakan satu elektron valens kepada Cl Apabila pengedaran ini elektron berlaku, Na. ⁺ Dan Cl ^- ion terbentuk , yang mula menarik antara satu sama lain dengan segera dan elektrostatik.

Oleh itu, dikatakan bahawa Na ⁺ dan Cl ^- tidak berkongsi sepasang elektron, tidak seperti apa yang diharapkan untuk ikatan kovalen Na-Cl hipotesis.

Sifat ikatan ion

Ikatan ion tidak bersifat arah, iaitu kekuatannya tidak hadir dalam satu arah, melainkan menyebar ke angkasa sebagai fungsi jarak yang memisahkan ion. Fakta ini penting, kerana ini bermaksud bahawa ion terikat dengan kuat, yang menjelaskan beberapa sifat fizikal pepejal ion.

Takat lebur

Ikatan ionik bertanggungjawab untuk mencairkan garam pada suhu 801 ºC. Suhu ini jauh tinggi berbanding titik lebur pelbagai logam.

Ini kerana NaCl mesti menyerap haba yang cukup agar ionnya mula bebas mengalir keluar dari kristalnya; iaitu tarikan antara Na ⁺ dan Cl ^- mesti diatasi .

Takat didih

Titik lebur dan didih sebatian ion sangat tinggi kerana interaksi elektrostatiknya yang kuat: ikatan ionnya. Namun, kerana ikatan ini melibatkan banyak ion, tingkah laku ini biasanya disebabkan oleh daya antara molekul, dan tidak betul pada ikatan ion.

Sekiranya garam, setelah NaCl mencair, cecair yang terdiri daripada ion awal yang sama diperolehi; hanya sekarang mereka bergerak dengan lebih bebas. Ikatan ionik masih ada. Na ⁺ dan Cl ^- ion bertemu di permukaan cecair untuk mewujudkan ketegangan permukaan yang tinggi, yang menghalang ion daripada melarikan diri ke fasa gas.

Oleh itu, garam cair mesti meningkatkan suhunya sehingga mendidih. Titik didih NaCl ialah 1465 ° C. Pada suhu ini, haba melebihi daya tarikan antara Na ⁺ dan Cl ^- di dalam cecair, sehingga wap NaCl mula terbentuk dengan tekanan yang sama dengan atmosfera.

Elektronegativiti

Sebelum ini dikatakan bahawa ikatan ion terbentuk antara unsur logam dan unsur bukan logam. Ringkasnya: antara logam dan bukan logam. Ini biasanya berkaitan dengan sebatian ion anorganik; terutamanya jenis binari, seperti NaCl.

Agar partisi elektron (Na ⁺ Cl ^- ) berlaku dan bukan pembahagian (Na-Cl), mesti ada perbezaan besar dalam elektronegativiti antara kedua atom. Jika tidak, tidak akan ada ikatan ion antara mereka berdua. Mungkin Na dan Cl semakin dekat, berinteraksi, tetapi segera Cl, kerana elektronegativitasnya yang lebih tinggi, "mengambil" elektron dari Na.

Walau bagaimanapun, senario ini hanya berlaku untuk sebatian binari, MX, seperti NaCl. Untuk garam atau sebatian ion lain, proses pembentukannya lebih rumit dan tidak dapat didekati dari perspektif atom atau molekul semata-mata.

Jenis-Jenis

Tidak ada pelbagai jenis ikatan ion, kerana fenomena elektrostatik adalah fizikal semata-mata, hanya berbeza-beza cara ion berinteraksi, atau bilangan atom yang dimilikinya; iaitu, jika ion monatom atau polyatomik. Begitu juga, setiap unsur atau sebatian menghasilkan ion khas yang menentukan sifat sebatian tersebut.

Dalam bahagian contoh kita akan membahas perkara ini, dan akan dilihat bahawa ikatan ionik sama pada dasarnya dalam semua sebatian. Apabila ini tidak dipenuhi, dikatakan bahawa ikatan ionik menunjukkan watak kovalen tertentu, yang mana terdapat banyak garam logam peralihan, di mana anion berkoordinasi dengan kation; sebagai contoh, FeCl ₃ (Fe ³⁺ -Cl ^- ).

Contoh ikatan ion

Beberapa sebatian ion akan disenaraikan di bawah, dan ion dan bahagiannya akan diserlahkan:

- Magnesium klorida

MgCl ₂ , (Mg ²⁺ Cl ^- ), dalam nisbah 1: 2 (Mg ²⁺ : 2 Cl ^- )

- Kalium fluorida

KF, (K ⁺ F ^- ), dalam nisbah 1: 1 (K ⁺ : F ^- )

- Natrium sulfida

Na ₂ S, (Na ⁺ S ^2- ), dalam nisbah 2: 1 (2Na ⁺ : S ^2- )

- Litho hidroksida

LiOH, (Li ⁺ OH ^- ), dalam nisbah 1: 1 (Li ⁺ : OH ^- )

- Kalsium fluorida

CaF ₂ , (Ca ²⁺ F ^- ), dalam nisbah 1: 2 (Ca ²⁺ : 2F ^- )

- Natrium karbonat

Na ₂ CO ₃ , (Na ⁺ CO ₃ ^2- ), dalam nisbah 2: 1 (2Na ⁺ : CO ₃ ^2- )

- Kalsium karbonat

CaCO ₃ , (Ca ²⁺ CO ₃ ^2- ), dalam nisbah 1: 1 (Ca ²⁺ : CO ₃ ^2- )

- Kalium permanganat

KMnO ₄ , (K ⁺ MnO ₄ ^- ), dalam nisbah 1: 1 (K ⁺ : MnO ₄ ^- )

- Tembaga sulfat

CuSO ₄ , (Cu ²⁺ SO ₄ ^2- ), dalam nisbah 1: 1 (Cu ²⁺ : SO ₄ ^2- )

- Barium hidroksida

Ba (OH) ₂ , (Ba ²⁺ OH ^- ), dalam nisbah 1: 2 (Ba ²⁺ : OH ^- )

- Aluminium bromida

AlBr ₃ , (Al ³⁺ Br ^- ), dalam nisbah 1: 3 (Al ³⁺ : 3Br ^- )

- Besi (III) oksida

Fe ₂ O ₃ , (Fe ³⁺ O ^2- ), dalam nisbah 2: 3 (2Fe ³⁺ : 3O ^2- )

- Strontium oksida

SrO, (Sr ²⁺ O ^2- ), dalam nisbah 1: 1 (Sr ²⁺ : O ^2- )

- Perak klorida

AgCl, (Ag ⁺ Cl ^- ), dalam nisbah 1: 1 (Ag ⁺ : Cl ^- )

- Lain-lain

-CH ₃ COONa, (CH ₃ COO ^- Na ⁺ ), dalam nisbah 1: 1 (CH ₃ COO ^- : Na ⁺ )

- NH ₄ I, (NH ₄ ⁺ I ^- ), dalam nisbah 1: 1 (NH ₄ ⁺ : I ^- )

Setiap sebatian ini mempunyai ikatan ion di mana berjuta-juta ion, sesuai dengan formula kimianya, tertarik secara elektrostatik dan membentuk pepejal. Semakin besar magnitud cas ionnya, semakin kuat daya tarikan dan tolakan elektrostatik.

Oleh itu, ikatan ion cenderung kuat, semakin besar cas ion yang membentuk sebatian tersebut.

Latihan yang diselesaikan

Berikut adalah beberapa latihan yang mempraktikkan pengetahuan asas mengenai ikatan ion.

- Latihan 1

Antara sebatian berikut, yang manakah ionik? Pilihannya adalah: HF, H ₂ O, NaH, H ₂ S, NH _3, dan MgO.

Suatu sebatian ion mesti mempunyai ikatan ion. Semakin besar perbezaan elektronegativiti antara unsur penyusunnya, semakin besar sifat ion ikatan tersebut.

Oleh itu, pilihan yang tidak mempunyai unsur logam diketepikan pada prinsipnya: HF, H ₂ O, H ₂ S dan NH ₃ . Semua sebatian ini hanya terdiri daripada unsur bukan logam. Kation NH ₄ ⁺ adalah pengecualian dari peraturan ini, kerana ia tidak mempunyai logam.

Pilihan yang selebihnya adalah NaH dan MgO, yang masing-masing mempunyai logam Na dan Mg, melekat pada unsur bukan logam. NaH (Na ⁺ H ^- ) dan MgO (Mg ²⁺ O ^2- ) adalah sebatian ion.

- Latihan 2

Pertimbangkan sebatian hipotesis berikut: Ag (NH ₄ ) ₂ CO ₃ I. Berapakah ion-ionnya dan dalam bahagian berapa ia terdapat dalam pepejal itu?

Kami menguraikan sebatian ke dalam ionnya: Ag ⁺ , NH ₄ ⁺ , CO ₃ ^2- dan I ^- . Ini bergabung secara elektrostatik mengikut nisbah 1: 2: 1: 1 (Ag ⁺ : 2NH ₄ ⁺ : CO ₃ ^2- : I ^- ). Ini bermaksud bahawa jumlah kation NH ₄ ⁺ adalah dua kali ganda daripada ion Ag ⁺ , CO ₃ ^2- dan I ^- .

- Latihan 3

KBR terdiri daripada K ⁺ dan Br ^- ion , dengan magnitud cas. Kemudian, CaS memiliki ion Ca ²⁺ dan S ^2- , dengan muatan dua kali ganda, jadi dapat difikirkan bahawa ikatan ion dalam CaS lebih kuat daripada di KBr; dan juga lebih kuat daripada Na ₂ SO ₄ , kerana yang terakhir terdiri dari ion Na ⁺ dan SO ₄ ^2- .

Kedua-dua CaS dan CuO mungkin mempunyai ikatan ionik yang sama kuat, kerana keduanya mengandungi ion dengan cas magnitud berganda. Seterusnya, kami mempunyai AlPO ₄ , dengan ion Al ³⁺ dan PO ₄ ^3- . Ion-ion ini mempunyai cas magnitud tiga kali ganda, jadi ikatan ion dalam AlPO ₄ harus lebih kuat daripada pada semua pilihan sebelumnya.

Dan akhirnya, kita mempunyai pemenang Pb ₃ P ₄ , kerana jika kita menganggap bahawa ia terdiri daripada ion, ini menjadi Pb ⁴⁺ dan P ^3- . Tuduhan mereka mempunyai magnitud tertinggi; dan oleh itu, Pb ₃ P ₄ adalah sebatian yang mungkin mempunyai ikatan ion terkuat.

Rujukan

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia (Edisi ke-8.) Pembelajaran CENGAGE.
2. Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi keempat). Bukit Mc Graw.
3. Wikipedia. (2020). Ikatan ionik. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 Februari 2020). Ikatan Ionik vs Kovalen - Fahami Perbezaannya. Dipulihkan dari: thinkco.com
5. Pengarang Ensiklopedia Britannica. (31 Januari 2020). Ikatan ionik. Encyclopædia Britannica. Dipulihkan dari: britannica.com
6. Kamus Chemicool. (2017). Definisi Ikatan Ionik. Dipulihkan dari: chemicool.com