Co to są związki jonowe?
Związki jonowe to związki chemiczne związane ze sobą ładunkami elektrycznymi indywidualnie naładowanych atomów jonów. Zazwyczaj związek jonowy składa się z dodatnio naładowanych metali i ujemnie naładowanych niemetali i tworzą one struktury krystaliczne. Zwykła sól - NaCl - jest jednym z najczęstszych związków jonowych występujących w naturze, składającym się z podstawowej formy wiązania między dodatnio naładowanym atomem metalu sodu i ujemnie naładowanym atomem chloru.
Właściwości związków jonowych obejmują ich tworzenie w struktury krystaliczne kryształów oraz ich bardzo wysokie temperatury wrzenia i topnienia. Ich kruchość daje im również tendencję do pękania na mniejsze kryształy o podobnych rozmiarach, jeśli zostaną uderzone z wystarczającą siłą. Krystaliczne sole jonowe są również rozpuszczalne w wodzie i po rozpuszczeniu w wodzie lub w czystej cieczy w stanie stopionym są dobrymi przewodnikami elektryczności.
Nazewnictwo związków jonowych zawsze odbywało się zgodnie z tradycją polegającą na stosowaniu najpierw kationu lub jonu dodatnio naładowanego i umieszczaniu na nim nazwy ujemnie naładowanego anionu. Dlatego sól jest znana jako chlorek sodu, a innymi przykładami są jodek potasu, azotan srebra i chlorek rtęci. Całkowita liczba dodatnich atomów kationów i ujemnych atomów anionów nie jest uwzględniona w strukturze nazewnictwa, ponieważ jakikolwiek związek jonowy równoważy te ładunki. Związek taki jak azotan srebra o wzorze chemicznym AgNO 3 nie wymaga liczby mnogiej dla grupy azotanowej. Jednak pierwiastki jonowe, takie jak żelazo, które mogą mieć ładunek dodatni wynoszący dwa lub trzy, są powszechnie określane w odniesieniu do tego ładunku, na przykład Fe +2 nazywane żelazem (II).
W swojej naturalnej postaci związki jonowe nigdy nie są ściśle jonowe ani neutralne i często mają pewien stopień kowalencyjności - dzielenie elektronów między różnymi powłokami energii atomowej. Elektroujemność wpływa na to, jak silny jest ładunek ujemny w związkach jonowych, przy czym fluor w skali Paulinga jest najbardziej elektroujemnym pierwiastkiem o ocenie 4,0. Inne pierwiastki, takie jak cez, są najmniej elektroujemne na poziomie 0,7. Ten zmienny poziom elektroujemności służy do zdefiniowania wiązań kowalencyjnych vs. jonowych. Brak różnicy elektroujemności między związanymi atomami reprezentuje czyste, niepolarne wiązanie kowalencyjne, natomiast duża różnica elektroujemności reprezentuje wiązanie jonowe.
Metale w naturze występują w postaci związków jonowych. Wynika to z faktu, że metale w dużej mierze reagują z węglem i tlenem w obecności wody, a także z pierwiastkami takimi jak siarka, fosfor i krzem. Dlatego oczyszczanie metali zwykle rozpoczyna się od wydobycia związków jonowych, takich jak siarczki, fosforany, węglany i najczęściej tlenki, w celu wytworzenia czystych metali elementarnych, które można zastosować w przemyśle.