tavallinen kemiallisia reaktioita, ytimessä jokainen atomi (ja siten identiteetin tekijä) säilyy ennallaan., Elektronit, kuitenkin, voidaan lisätä atomien siirto muiden atomien, hävisi siirtää muita atomeja, tai jakaa muiden atomien. Elektronien siirto ja jakaminen atomien kesken säätelee alkuaineiden kemiaa. Joidenkin yhdisteiden muodostumisen aikana atomit saavat tai menettävät elektroneja ja muodostavat sähköisesti varautuneita hiukkasia, joita kutsutaan ioneiksi (Kuva 1).

Voit käyttää jaksollinen järjestelmä ennustaa, onko atomi muodostaa anioni tai kationi, ja voit usein ennakoida maksu tuloksena ion., Atomien monet main-ryhmän metallien menettää tarpeeksi elektroneja jättää niitä sama määrä elektroneja atomin edellisen jalokaasu. Havainnollistaa, atomin alkali metalli (ryhmä 1) menettää yhden elektronin ja muodostaa kationi 1+ maksu; maa-alkalimetalli (ryhmä 2) menettää kaksi elektronia ja muotoja kationi, 2+ maksu, ja niin edelleen. Esimerkiksi neutraali kalsiumatomi, jossa on 20 protonia ja 20 elektronia, menettää helposti kaksi elektronia. Tämä johtaa kationiin, jossa on 20 protonia, 18 elektronia ja 2 + varaus., Se on sama määrä elektroneja kuin atomien edellisen jalo kaasu, argon, ja symboloi \text{Ca}^{2+}. Nimi metalli-ioni on sama kuin nimi, metalli atomi, josta se muodostaa, niin \text{Ca}^{2+} kutsutaan kalsium-ioni.

Kun atomien epämetalli elementit muodostavat ioneja, ne yleensä saada tarpeeksi elektroneja antaa heille sama määrä elektroneja atomin seuraavan jalokaasujen jaksollisen. Ryhmän 17 atomit saavat yhden elektronin ja muodostavat anioneja, joilla on 1− varaus; ryhmän 16 atomit saavat kaksi elektronia ja muodostavat ioneja, joilla on 2-varaus, ja niin edelleen., Esimerkiksi neutraali bromin atomi, jossa on 35 protonia ja 35 elektronia, voi saada yhden elektronin antamaan sille 36 elektronia. Tämä johtaa anioniin, jossa on 35 protonia, 36 elektronia ja 1-varaus. Se on sama määrä elektroneja kuin atomien seuraava jalokaasu, krypton, ja symboloi \text{Br}^{-}. (Keskustelu teoria tukee suosi tilan jalokaasujen electron numerot näkyy näissä ennustava sääntöjen ion muodostuminen on esitetty myöhemmin module tämän tekstin.,)

huomaa jaksollisen järjestelmän hyödyllisyys ennustettaessa todennäköistä ioninmuodostusta ja varausta (kuva 2). Siirtymässä vasemmalta oikealle jaksollisen, tärkein-ryhmän elementit ovat yleensä muodossa kationin maksu sama kuin ryhmän numero. Toisin sanoen ryhmän 1 alkuaineet muodostavat 1 + – ioneja; ryhmän 2 alkuaineet muodostavat 2 + – ioneja ja niin edelleen. Siirtyminen tehtäväpalkin oikeassa vasemmalle jaksollisen elementtejä usein muodostavat anioneja, joilla on negatiivinen varaus on yhtä suuri määrä ryhmiä siirtyi vasemmalle jalokaasut., Esimerkiksi, ryhmä 17 elementtiä (yksi ryhmä vasemmalle jalokaasut) lomake 1− ioneja; ryhmän 16 elementtiä (kaksi ryhmää vasemmalla) lomake 2− ioneja, ja niin edelleen. Tätä suuntausta voidaan käyttää oppaana monissa tapauksissa, mutta sen ennustearvo laskee siirryttäessä kohti jaksollisen järjestelmän keskustaa. Itse asiassa, siirtymämetalleja ja joitakin muita metalleja esiintyy usein muuttuvat kulut, jotka eivät ole ennustettavissa niiden sijainti taulukossa. Esimerkiksi kupari voi muodostaa ioneja, jossa on 1+ tai 2+ maksu, ja rauta voi muodostaa ioneja, 2+ tai 3+ maksu.

Kuva 2., Joissakin alkuaineissa ionivaraus on säännöllinen, kun ne muodostavat ioneja.

tähän mennessä käsittelemiämme ioneja kutsutaan monatomisiksi ioneiksi, eli ne ovat ioneja, jotka muodostuvat vain yhdestä atomista. Löydämme myös monia polyatomisia ioneja. Nämä erillisinä yksikköinä toimivat ionit ovat sähköisesti varautuneita molekyylejä (ryhmä sidottuja atomeja, joilla on kokonaisvaraus)., Osa tärkeämmistä polyatomisista ioneista on lueteltu taulukossa 1. Oxyanions ovat polyatomic ioneja, jotka sisältävät yhden tai useamman happiatomia. Tässä vaiheessa tutkimus kemian, sinun pitäisi muistaa nimet, kaavat, ja-maksut yleisimmistä polyatomic ioneja. Koska käytät niitä toistuvasti, ne tulevat pian tutuiksi.

luonne houkuttelevia voimia, jotka pitävät atomeja tai ioneja yhdessä sisällä yhdiste on perusta luokittelu kemiallisten liimaus. Elektronien siirtyessä ja ionien muodostuessa syntyy ionisidoksia., Ionisidokset ovat vetovoiman sähköstaattisia voimia, eli vastakkaisen sähkövarauksen kohteiden (tässä tapauksessa kationien ja anionien) välillä koettuja houkuttelevia voimia. Kun elektroneja ”jaetaan” ja molekyylejä muodostuu, syntyy kovalenttisia sidoksia. Kovalenttinen joukkovelkakirjat ovat houkuttelevia voimia välillä positiivisesti varautuneet ytimet sitoutuneet atomit ja yksi tai useampia elektroneja, jotka sijaitsevat välillä atomien. Yhdisteet luokitellaan ioni tai molekyyli (kovalenttinen) perusteella joukkovelkakirjojen läsnä heitä.,

Ionisia Yhdisteitä

Kun elementti koostuu atomeista, jotka helposti menettää elektroneja (metalli) reagoi alkuaine koostuu atomeista, jotka helposti saavat elektroneja (epämetalli), siirtää elektroneja yleensä tapahtuu, tuottamaan ioneja. Yhdiste muodostuu tämä siirto on vakiintunut sähköstaattinen nähtävyyksiä (ionic joukkovelkakirjojen) välillä ioneja vastapäätä ilmaiseksi läsnä yhdiste., Esimerkiksi, kun jokainen natrium-atomi näyte natrium-metallia (ryhmä 1) antaa enintään yksi elektroni muodostaa natrium-kationi, Na+, ja jokainen klooria atom näytteessä kloorikaasua (ryhmä 17) hyväksyy yksi elektroni muodostaa kloridi anioni, Cl−, tuloksena yhdiste, NaCl, koostuu natrium-ioneja ja kloridi-ionien suhde yhden Na+ – ionin kunkin Cl− – ioni. Samoin jokainen kalsiumia atom (ryhmä 2) voi luovuttaa kaksi elektronia ja siirtää yksi jokaiselle kaksi klooria atomien muodossa CaCl2, joka koostuu Ca2+ ja Cl− ionien suhde yhden Ca2+ – ionin kahden Cl− – ioneja.,

ioneja sisältävää yhdistettä, jota ionisidokset pitävät koossa, kutsutaan ioniyhdisteeksi. Jaksollinen järjestelmä voi auttaa meitä tunnistamaan monia ionisia yhdisteitä: kun metalli yhdistetään yhteen tai useampaan epämetaaliin, yhdiste on yleensä ioninen. Tämä ohje toimii hyvin ennustaa ioninen yhdiste muodostumista useimmat yhdisteet tyypillisesti kohdataan johdanto kemian kurssi. Se ei kuitenkaan ole aina totta (esimerkiksi alumiinikloridi, AlCl3, ei ole ioninen).

ioniyhdisteet tunnistaa usein niiden ominaisuuksien vuoksi., Ioniyhdisteet ovat kiinteitä aineita, jotka sulavat tyypillisesti korkeissa lämpötiloissa ja kiehuvat vielä korkeammissa lämpötiloissa. Esimerkiksi natriumkloridi sulaa 801 °C ja kiehuu 1413 °C. (Kuten vertailu, molekyyli yhdiste vesi sulaa 0 °C ja kiehuu 100 °C: seen.) kiinteässä muodossa, ioninen yhdiste ei ole sähköä johtava, koska sen ionit eivät pysty virtaus (”sähkö” on virtaus varautuneita hiukkasia). Kun sulaa, kuitenkin, se voi johtaa sähköä, koska sen ionit pystyvät liikkumaan vapaasti läpi nestettä (Kuva 3).

Kuva 3., Natriumkloridi sulaa 801 °C: ssa ja johtaa sähköä sulana. (luotto: muuttaminen työn Mark Blaser ja Matt Evans)

jokaisella ioniyhdisteellä kationien positiivisten varausten kokonaismäärä vastaa anionien negatiivisten varausten kokonaismäärää. Ioniyhdisteet ovat siis kaiken kaikkiaan sähköisesti neutraaleja, vaikka ne sisältävät positiivisia ja negatiivisia ioneja. Voimme käyttää tätä havaintoa auttaaksemme meitä kirjoittamaan ioniyhdisteen kaavan. Ioniyhdisteen kaavalla on oltava ionien suhde siten, että positiivisten ja negatiivisten varausten numerot ovat yhtä suuret.,

Esimerkki 3: Ennustavat Kaava Ioninen Yhdiste

jalokivi safiiri (Kuva 4) on enimmäkseen yhdiste, alumiinin ja hapen, joka sisältää alumiini kationeja, Al3+, ja happea anionit, O2−. Mikä on tämän yhdisteen kaava?

Kuva 4. Vaikka puhdas alumiinioksidi on väritön, pieniä määriä rautaa ja titaania antaa sininen safiiri sen ominaisen värin., (luotto: muuttaminen työn Stanislav Doronenko)

Näytä Ratkaisu

Koska ioninen yhdiste on oltava sähköisesti neutraali, se on sama määrä positiivisia ja negatiivisia varauksia. Kaksi alumiini-ioneja, joista jokaisella on vastaava 3+, antaisi meille kuusi positiivinen maksut, ja kolme oksidi-ioneja, joista jokaisella on vastaava 2−, antaisi meille kuusi negatiivinen maksuja. Kaava olisi Al2O3.,

Tarkista Oppimista

Ennustaa kaava ioninen yhdiste muodostuu natrium-kationi, Na+ ja sulfidi anioni, S2−.

Näytä Ratkaisu

Na2S

Molekyyli-Yhdisteitä

Monet yhdisteet eivät sisällä ioneja, mutta sen sijaan koostuvat pelkästään diskreetti, neutraaleja molekyylejä. Nämä molekyyliyhdisteet (kovalenttiset yhdisteet) johtavat siihen, että atomit eivät siirrä (voitto tai tappio) elektroneja. Kovalenttinen sidos on tärkeä ja laaja käsite kemiassa, ja sitä käsitellään huomattavasti yksityiskohtaisesti tämän tekstin myöhemmässä moduulissa. Voimme usein tunnistaa molekyyliyhdisteitä niiden fysikaalisten ominaisuuksien perusteella., Normaaleissa olosuhteissa, molekyyli-yhdisteitä usein olemassa kaasut, matalalla kiehuvat nesteet, ja matalassa lämpötilassa sulava kiintoaine, vaikka monia tärkeitä poikkeuksia on olemassa.

ottaa huomioon, Että ioniset yhdisteet ovat yleensä muodostuu, kun metalli ja epämetalli yhdistää, kovalenttisia yhdisteitä ovat yleensä muodostettu yhdistämällä epämetalliatomeja. Siksi Jaksollinen järjestelmä voi auttaa meitä tunnistamaan monia kovalenttisia yhdisteitä., Kun voimme käyttää kantojen yhdiste on elementtejä jaksollisen ennustaa, onko se on ioninen tai kovalenttinen tässä vaiheessa meidän tutkimus kemian, sinun pitäisi olla tietoinen siitä, että tämä on hyvin yksinkertainen lähestymistapa, joka ei ota huomioon useita mielenkiintoisia poikkeuksia. Ioni-ja molekyyliyhdisteiden välillä on harmaan sävyjä, joista opit lisää myöhemmin.,