¿Qué es un enlace iónico? ¿Qué atrae este vínculo?

Las respuestas a continuación son de la teoría clásica de los enlaces. En la teoría de los enlaces cuánticos no hay una diferencia de sonido entre los enlaces iónicos y covalentes. El enlace iónico se forma al unir un elemento metálico de muy baja electronegatividad con un elemento no metálico de alta electronegatividad. Luego, la densidad de electrones en la molécula se retira bruscamente al elemento más electronegativo. En el enlace covalente polar, los elementos tienen una diferencia menor en la electronegatividad y la retirada de la densidad electrónica es más moderada. En los enlaces covalentes no polares, la densidad electrónica está entre los dos átomos.

Si calcula las propiedades del enlace iónico mediante la teoría clásica, no obtendrá los resultados adecuados (en comparación con el experimento). Al utilizar métodos de química cuántica, por ejemplo, en el GAUSSIAN o incluso dentro del software HYPERCHEM, puede obtener mejores resultados.

Basado en mi investigación:

Enlaces iónicos

El enlace iónico es la transferencia completa de electrones de valencia entre átomos y es un tipo de enlace químico que genera dos iones con carga opuesta. Se observa porque los metales con pocos electrones en su orbital más externo. Al perder esos electrones, estos metales pueden lograr la configuración de gases nobles y satisfacer la regla del octeto . De manera similar, los no metales que tienen cerca de 8 electrones en su capa de valencia tienden a aceptar fácilmente electrones para lograr su configuración de gas noble Ejemplo: Enlace en NaCl

Cloruro de sodio:

  • El sodio (2,8,1) tiene 1 electrón más que una estructura estable de gas noble (2,8). Si regalara ese electrón, se volvería más estable.
  • El cloro (2,8,7) tiene 1 electrón por debajo de una estructura estable de gas noble (2,8,8). Si pudiera ganar un electrón desde algún lugar, también se volvería más estable.

La respuesta es obvia. Si un átomo de sodio da un electrón a un átomo de cloro, ambos se vuelven más estables.

El sodio ha perdido un electrón, por lo que ya no tiene el mismo número de electrones y protones. Debido a que tiene un protón más que un electrón, tiene una carga de 1+. Si se pierden electrones de un átomo, se forman iones positivos. Los iones positivos a veces se llaman cationes .

El cloro ha ganado un electrón, por lo que ahora tiene un electrón más que el protón. Por lo tanto, tiene un cargo de 1-. Si un átomo gana electrones, se forman iones negativos. Un ion negativo a veces se llama anión .uration.

La naturaleza del vínculo.

Los iones de sodio y los iones de cloruro se mantienen unidos por las fuertes atracciones electrostáticas entre las cargas positivas y negativas. Necesita un átomo de sodio para proporcionar el electrón extra para un átomo de cloro, por lo que se combinan 1: 1. La fórmula es, por lo tanto, NaCl.

Ejemplo 1: unión en MgO

Óxido de magnesio:

Nuevamente, se forman estructuras de gases nobles, y el óxido de magnesio se mantiene unido mediante atracciones muy fuertes entre los iones. El enlace iónico es más fuerte que en el cloruro de sodio porque esta vez tienes 2 iones que atraen 2 iones. Cuanto mayor es la carga, mayor es la atracción. La fórmula del óxido de magnesio es MgO.

Ejemplo 2: unión en CaCl

2

Cloruro de calcio:

Esta vez necesita dos cloro para usar los dos electrones externos en el calcio. La fórmula del cloruro de calcio es, por lo tanto, CaCl2.

Ejemplo 3: Vinculación en K

2

O

Óxido de potasio:

Nuevamente, se forman estructuras de gases nobles. Se necesitan dos potasios para suministrar los electrones que necesita el oxígeno. La fórmula del óxido de potasio es K2O.

Algunos iones estables no tienen configuraciones de gases nobles

Es posible que haya encontrado algunos de los siguientes iones, que son perfectamente estables, pero ninguno de ellos tiene una estructura de gas noble.

Fe3 + [Ar] 3d5

Cu2 + [Ar] 3d9

Zn2 + [Ar] 3d10

Ag + [Kr] 4d10

Pb2 + [Xe] 4f145d106s2

Lo que debe modificarse es la opinión de que hay algo mágico en las estructuras de gases nobles. Hay muchos más iones que no tienen estructuras de gases nobles que los que tienen.

  • Los gases nobles (aparte del helio) tienen una estructura electrónica externa ns2np6. Además de algunos elementos al comienzo de una serie de transición (escandio que forma Sc3 + con una estructura de argón, por ejemplo), todos los elementos de metal de transición y cualquier metal que siga a una serie de transición (como el estaño y el plomo en el Grupo 4, por ejemplo) tendrán estructuras como los de arriba
  • Eso significa que los únicos elementos para formar iones positivos con estructuras de gases nobles (aparte de los extraños como el escandio) son aquellos en los grupos 1 y 2 de la Tabla Periódica y el aluminio en el grupo 3 (el boro en el grupo 3 no forma iones).
  • ¡Los iones negativos son más ordenados! Esos elementos en los Grupos 5, 6 y 7 que forman iones negativos simples tienen estructuras de gases nobles.

Si los elementos no apuntan a estructuras de gases nobles cuando forman iones, ¿qué decide cuántos electrones se transfieren? La respuesta radica en la energía del proceso por el cual se hace el compuesto.

La unión iónica es la transferencia completa de electrones de valencia entre átomos. Es un tipo de enlace químico que genera dos iones con carga opuesta. En los enlaces iónicos, el metal pierde electrones para convertirse en un catión cargado positivamente, mientras que el no metal acepta esos electrones para convertirse en un anión cargado negativamente. Los enlaces iónicos requieren un donador de electrones, metal y un receptor de electrones, no metálico.

La unión iónica se observa porque los metales tienen pocos electrones en su orbital más externo. Al perder esos electrones, estos metales pueden lograr la configuración de gases nobles y satisfacer la regla del octeto. Del mismo modo, los no metales que tienen cerca de 8 electrones en su capa de valencia tienden a aceptar fácilmente electrones para lograr su configuración de gas noble. En el enlace iónico, se puede donar o recibir más de 1 electrón para satisfacer la regla del octeto. La carga en el anión y el catión corresponde a la cantidad de electrones donados o recibidos. En los enlaces iónicos, la carga neta del compuesto debe ser cero.

Esta molécula de sodio dona el electrón solitario en su orbital de valencia para lograr la configuración del octeto. Esto crea un catión cargado positivamente debido a la pérdida de electrones.

Esta molécula de cloro recibe un electrón para lograr su configuración de octeto. Esto crea un anión cargado negativamente debido a la adición de un electrón.

La energía total prevista del proceso de enlace iónico, que incluye la energía de ionización del metal y la afinidad electrónica del no metal, generalmente es positiva, lo que indica que la reacción es endotérmica y desfavorable. Sin embargo, esta reacción es altamente favorable debido a su atracción electrostática. A la distancia interatómica más ideal, la atracción entre estas partículas libera suficiente energía para facilitar la reacción. La mayoría de los compuestos iónicos tienden a disociarse en solventes polares porque a menudo son polares. Este fenómeno se debe a las cargas opuestas en cada ión.

El enlace iónico es una atracción electrostática entre cationes y aniones , que son las partículas cargadas positivamente y negativamente eléctricas hechas de átomos o moléculas que perdieron o ganaron electrones, respectivamente. Por lo tanto, el enlace iónico, a diferencia del enlace covalente , no es direccional.

La unión iónica es un campo eléctrico que penetra y mantiene unidos los iones. Dado que los iones mantienen su carga eléctrica, cuando un sólido iónico se pone en agua, sus iones se solvatan por el agua, debido a su capacidad para aislar cargas eléctricas, es decir, el agua proporciona un medio de alta constante dieléctrica. Entonces, un sólido iónico generalmente se disuelve bien en agua (como en otros solventes de alta polaridad, como dimetilformamida – DMF y dimetilsulfóxido – DMSO ) .

El enlace iónico clásico es Na + y Cl- en NaCl. La atracción es de naturaleza electrostática. En un enlace covalente, la densidad de electrones se comparte, como en CH4, por ejemplo.