離子鍵是由電子轉移(失去電子者為陽(yáng)離子,獲得電子者為陰離子)形成的。即正離子和負離子之間由于靜電引力所形成的化學(xué)鍵。離子既可以是單離子,如Na+、Cl-;也可以由原子團形成;如SO,NO等。 研究認為,在分子或晶體中的原子決不是簡(jiǎn)單地堆砌在一起,而是存在著(zhù)強烈的相互作用。化學(xué)上把這種分子或晶體中原子間(有時(shí)原子得失電子轉變成離子)的強烈作用力叫做化學(xué)鍵。鍵的實(shí)質(zhì)是一種力。所以有的又叫鍵力,或就叫鍵。
離子既可以是單離子,如Na、Cl;也可以由原子團形成;如,等。它往往在金屬與非金屬間形成。失去電子的往往是金屬元素的原子,而獲得電子的往往是非金屬元素的原子。通常,活潑金屬與活潑非離子鍵的形成示意圖金屬形成離子鍵,如鉀、鈉、鈣等金屬和氯、溴等非金屬化合時(shí),都能形成離子鍵。且僅當總體的能級下降的時(shí)候,反應才會(huì )發(fā)生(由化學(xué)鍵聯(lián)接的原子較自由原子有著(zhù)較低的能級)。下降越多,形成的鍵越強。 而在現實(shí)中,原子間并不形成“純”離子鍵。所有的鍵都或多或少帶有共價(jià)鍵的成分。成鍵原子之間電平均程度越高,離子鍵成分越低。
離子鍵的結合力很大,因此離子晶體的硬度高,強度大,熱膨脹系數小,但脆性大。離子鍵種很難產(chǎn)生可以自由運動(dòng)的電子,所以離子晶體都是良好的絕緣體。在離子鍵結合中,由于離子的外層電子比較牢固的被束縛,可見(jiàn)光的能量一般不足以使其受激發(fā),因而不吸收可見(jiàn)光,所以典型的離子晶體是無(wú)色透明的。Al2O3、MgO、TiO2、NaCl等化合物都是離子鍵。 當元素周期表中相隔較遠的正電性元素原子和負電性元素原子接觸時(shí),前者失去最外層價(jià)電子變成帶正電荷離子鍵的形成的正離子,后者獲得電子變成帶負電荷的滿(mǎn)殼層負離子。正離子和負離子由靜電引力相互吸引;同時(shí)當它們十分接近時(shí)發(fā)生排斥,引力和斥力相等即形成穩定的離子鍵。 從原子結構看,鈉原子最外電子層上有1個(gè)電子,容易失去;氯原子在外電子層有7個(gè)電子容易得到一個(gè)電子。當鈉原子與氯原子相遇時(shí),鈉原子失去最外層的一個(gè)電子,成為鈉離子,帶正電,氯原子得到鈉失去的電子,成為帶負電的氯離子,陰陽(yáng)離子的異性電荷的吸引作用,與原子核之間、電子之間的排斥作用達到平衡,形成了穩定的離子鍵。 成鍵微粒
陰離子和陽(yáng)離子
鍵的本質(zhì)
陰離子和陽(yáng)離子之間的靜電作用
影響因素
陰陽(yáng)離子的半徑的大小;陰陽(yáng)離子電荷的多少
電子式
在元素符號周?chē)谩啊ぁ被颉啊痢眮?lái)表示原子最外層電子的式子
性質(zhì)
離子鍵的作用力強,無(wú)飽和性,無(wú)方向性。
離子鍵存在于離子化合物中,離子化合物在室溫下是以晶體形式存在。
離子鍵較氫鍵強,其強度與共價(jià)鍵接近。
陰陽(yáng)離子是否中和
也許有人會(huì )問(wèn),陰陽(yáng)離子結合在一起,彼此電荷是否中和呢?鈉離子和氯離子之間除了有靜電相互吸引作用外,還有電子與電子,原子核與原子核之間的相互排斥作用。當兩種離子接近到某一定距離時(shí),吸引與排斥達到了平衡,于是陰陽(yáng)離子之間就形成了穩定的化學(xué)鍵。所以,所謂陰陽(yáng)離子電荷相互中和的現象是不會(huì )發(fā)生的。 離子鍵的鍵能比較大,反映在離子化合物中就是高熔沸點(diǎn),離子鍵的鍵能被稱(chēng)作晶格能,晶格能的符號與離子晶體解離過(guò)程焓變的符號保持一致。晶格能可以通過(guò)玻恩-哈勃循環(huán)(Bōrn-Habercycle)或玻恩-蘭德公式(Bōrn-Landé)計算得出,也可以通過(guò)實(shí)驗測量測量。