Tanulási Eredmények
- Define ionos, valamint molekuláris (kovalens) vegyületek
- Megjósolni a típusú vegyület képződik elemek alapján a helyét a periódusos
- Meghatározni, képletek, egyszerű ionos vegyületek
A közönséges kémiai reakciók, a mag minden atom (s így az identitás elem) változatlan marad., Az elektronok azonban hozzáadhatók az atomokhoz más atomokból történő átvitel útján, amelyeket más atomokra való átvitel vagy más atomokkal való megosztás elveszít. Az elektronok atomok közötti átvitele és megosztása szabályozza az elemek kémiáját. Egyes vegyületek kialakulása során az atomok elektronokat nyernek vagy veszítenek, és elektromosan töltött részecskéket képeznek, amelyeket ionoknak neveznek (1.ábra).
a Periódusos táblázat segítségével megjósolhatja, hogy egy atom anion vagy kation képződik-e, és gyakran megjósolhatja a kapott ion töltését., Sok főcsoportos fém atomjai elegendő elektronot veszítenek el ahhoz, hogy ugyanolyan számú elektronot hagyjanak el, mint az előző nemesgáz atomja. Szemléltetésül egy alkálifém (1. csoport) atomja elveszít egy elektront, és 1+ töltéssel kationt képez; egy alkáliföldfém (2.csoport) két elektront veszít, és 2+ töltéssel kationt képez, és így tovább. Például egy semleges kalcium atom, 20 protonnal és 20 elektronnal, könnyen veszít két elektront. Ennek eredményeként kation keletkezik 20 protonnal, 18 elektronnal és 2+ töltéssel., Ugyanannyi elektronja van, mint az előző nemesgáz, az argon atomjainak, és szimbolizálja \text{Ca}^{2+}. A fémion neve megegyezik annak a fématomnak a nevével, amelyből képződik, így a \text{Ca}^{2+} kalcium-ionnak nevezik.
amikor a nemfém elemek atomjai ionokat képeznek, általában elegendő elektronot kapnak ahhoz, hogy ugyanolyan számú elektronot adjanak nekik, mint a következő nemesgáz atomja a periódusos táblázatban. Atomok csoport 17 nyereség egy elektron formában anionok 1− díj; atomok csoport 16 nyereség két elektronok formában-ionok egy 2− díj, stb., Például a semleges brómatom, 35 protonnal és 35 elektronnal, egy elektront nyerhet, hogy 36 elektront biztosítson neki. Ennek eredményeként egy anion 35 protonnal, 36 elektronnal és egy 1 töltéssel. Ugyanannyi elektronja van, mint a következő nemesgáz, a Kripton atomjainak, és szimbolizálja \text{Br}^{-}. (A szöveg egy későbbi moduljában az ionképződésre vonatkozó prediktív szabályokban tükröződő nemesgázelektron-számok kedvelt státusát alátámasztó elmélet megvitatása szerepel.,)
vegye figyelembe a periódusos rendszer hasznosságát a valószínű ionképződés és töltés előrejelzésében (2.ábra). A Periódusos táblázat bal szélétől jobbra haladva a főcsoport elemek általában kationokat képeznek, amelyek töltése megegyezik a csoportszámmal. Vagyis az 1. csoport elemei 1+ ionokat alkotnak; a 2.csoport elemei 2+ ionokat alkotnak stb. A Periódusos táblázat jobb széléről balra haladva az elemek gyakran anionokat képeznek, negatív töltéssel, amely megegyezik a nemesgázokból balra mozgatott csoportok számával., Például a 17.csoport elemei (a nemesgázok egy csoportja maradt) 1− ionokat képeznek; a 16. csoport elemei (két csoport maradt) 2− ionokat alkotnak stb. Ez a tendencia sok esetben útmutatóként használható, de prediktív értéke csökken, amikor a periódusos rendszer középpontja felé halad. Valójában az átmeneti fémek és más fémek gyakran változó töltéseket mutatnak, amelyek a táblázatban való elhelyezkedésük alapján nem kiszámíthatóak. Például a réz ionokat képezhet 1+ vagy 2+ töltéssel, a vas pedig ionokat képezhet 2+ vagy 3 + töltéssel.
2.ábra., Egyes elemek Ionos töltés szabályos mintázatát mutatják, amikor ionokat képeznek.
1. példa: ionok összetétele
az izzadásgátlóként használt egyes vegyületekben található ion 13 protont és 10 elektronot tartalmaz. Mi a szimbóluma?
ellenőrizze tanulását
adja meg az ion szimbólumát és nevét 34 protonnal és 36 elektronral.
2.példa: ionok képződése
magnézium és nitrogén Ionos vegyületet képez. Jósolja meg, hogy melyik anion képződik, amely kationot képez, valamint az egyes ionok töltését., Írja be az egyes ionok szimbólumát, és nevezze el őket.
ellenőrizze a tanulást
alumínium és szén reakcióba lép, hogy Ionos vegyületet képezzen. Jósolja meg, hogy melyik anion képződik, amely kationot képez, valamint az egyes ionok töltését., Írja be az egyes ionok szimbólumát, és nevezze el őket.
az eddig tárgyalt ionokat monatomi ionoknak nevezzük, vagyis csak egy atomból képződő ionok. Sok poliatomi iont is találunk. Ezek az ionok, amelyek diszkrét egységekként működnek, elektromosan töltött molekulák (a teljes töltésű kötésű atomok csoportja)., A fontosabb poliatomi ionok közül néhányat az 1. táblázat sorol fel. Az oxianionok olyan poliatomi ionok, amelyek egy vagy több oxigénatomot tartalmaznak. A kémia tanulmányozásának ezen a pontján meg kell jegyeznie a leggyakoribb poliatomi ionok nevét, képleteit és töltéseit. Mivel többször is használni fogja őket, hamarosan megismerik őket.
az atomokat vagy ionokat egy vegyületen belül összetartó vonzó erők jellege képezi a kémiai kötés osztályozásának alapját. Amikor az elektronok átkerülnek és ionok alakulnak ki, ionos kötések következnek be., Az ionos kötések a vonzás elektrosztatikus erői, vagyis az ellentétes elektromos töltésű tárgyak (ebben az esetben kationok és anionok) között tapasztalt vonzó erők. Amikor az elektronok “osztódnak” és molekulák alakulnak ki, kovalens kötések keletkeznek. A kovalens kötések azok a vonzó erők, amelyek a kötött atomok pozitív töltésű magjai és az atomok között elhelyezkedő egy vagy több elektronpár között helyezkednek el. A vegyületeket ionos vagy molekuláris (kovalens) osztályozzák a bennük lévő kötések alapján.,
ionos vegyületek
amikor egy atomokból álló elem, amely könnyen elveszíti az elektronokat (egy fém), reakcióba lép egy atomokból álló elemmel, amely könnyen megszerzi az elektronokat (nemfém), általában elektronok átvitele történik, ionokat termel. Az ezen átvitel által létrehozott vegyületet az elektrosztatikus látnivalók (ionos kötések) stabilizálják a vegyületben lévő ellentétes töltésű ionok között., Például, ha minden nátrium-atom egy mintában nátrium-fém (1. csoport) feladja egy elektron alkotnak nátrium kation, Na+, és minden klór atom egy mintában klórgáz (17. csoport) Elfogad egy elektron alkotnak klorid anion, Cl -, a kapott vegyület, NaCl, áll nátrium-ionok és klorid-ionok aránya egy Na + ion minden Cl-ion. Hasonlóképpen, minden kalciumatom (2.csoport) két elektront képes feladni, és egy− egy klór− atomot két klór-atomra továbbíthat, hogy CaCl2-t képezzen, amely Ca2+ és Cl-ionokból áll, egy Ca2+ ion és két Cl-ionok arányában.,
az ionokat tartalmazó és Ionos kötésekkel együtt tartott vegyületet Ionos vegyületnek nevezzük. A Periódusos táblázat segíthet felismerni sok Ionos vegyületet: amikor egy fémet egy vagy több nem metállal kombinálnak, a vegyület általában Ionos. Ez az iránymutatás jól működik előrejelzésére ionos vegyület kialakulását a legtöbb vegyület jellemzően találkozott egy bevezető kémiai tanfolyam. Ez azonban nem mindig igaz (például az alumínium-klorid, az AlCl3, nem ionos).
tulajdonságaik miatt gyakran felismerheti az ionos vegyületeket., Az ionos vegyületek olyan szilárd anyagok, amelyek jellemzően magas hőmérsékleten olvadnak, és még magasabb hőmérsékleten forrnak. Például a nátrium-klorid 801 °C-on olvad, és 1413 °C-on forr. (összehasonlításképpen, a molekuláris vegyület víz 0 °C-on olvad, 100 °C-on forr.) szilárd formában egy ionos vegyület nem elektromosan vezetőképes, mert ionjai nem képesek áramlani (a”villamos energia” a töltött részecskék áramlása). Olvadáskor azonban villamos energiát képes vezetni, mivel ionjai szabadon mozoghatnak a folyadékon keresztül (3.ábra).
3.ábra., A nátrium-klorid 801 °C-on olvad, és olvadáskor áramot vezet. (hitel: Mark Blaser és Matt Evans munkájának módosítása)
nézze meg ezt a videót, hogy a sók keveréke megolvadjon és áramot vezessen. (Vegye figyelembe, hogy a videónak nincs narrációja. A hangleírást a videó alatti widget segítségével érheti el.)
a “vezetőképesség olvadt só” audio leírásának átiratát itt tekintheti meg (új ablakban nyílik meg).,
minden Ionos vegyületben a kationok pozitív töltéseinek teljes száma megegyezik az anionok negatív töltéseinek teljes számával. Így az ionos vegyületek összességében elektromosan semlegesek, annak ellenére, hogy pozitív és negatív ionokat tartalmaznak. Ezt a megfigyelést felhasználhatjuk egy ionos vegyület képletének megírására. Az ionos vegyület képletének ionok arányával kell rendelkeznie, hogy a pozitív és negatív töltések száma egyenlő legyen.,
3. Példa: Előre a Képlet egy Ionos Vegyület
A zafír drágakő (4. Ábra) leginkább egy összetett alumínium oxigént tartalmazó alumínium kationok, Al3+, – oxigén anionok, O2−. Mi a képlet ennek a vegyületnek?
4.ábra. Bár a tiszta alumínium-oxid színtelen, nyomokban vas és titán adja a kék zafír jellegzetes színét., (hitel: Stanislav Doronenko munkájának módosítása)
ellenőrizze tanulását
jósolja meg a nátrium kation, Na+ és a szulfid anion, S2-között képződött ionvegyület képletét.
ionos kötés
ionos kötések alakulnak ki fémek és nemfémek között.
az “Ionic Bonding Introduction” átiratát itt tekintheti meg (új ablakban nyílik meg).
itt megtekintheti az “Ionic Bonding Part 2” átiratát (új ablakban nyílik meg).,
molekuláris vegyületek
sok vegyület nem tartalmaz ionokat, hanem kizárólag diszkrét, semleges molekulákból áll. Ezek a molekuláris vegyületek (kovalens vegyületek) akkor következnek be, amikor az atomok az elektronok átadása helyett (nyereség vagy veszteség) osztoznak. A kovalens kötés fontos és kiterjedt fogalom a kémiában, és ennek a szövegnek egy későbbi moduljában fogják részletesen kezelni. Gyakran azonosíthatjuk a molekuláris vegyületeket fizikai tulajdonságaik alapján., Normál körülmények között a molekuláris vegyületek gyakran gázokként, alacsony forráspontú folyadékokként és alacsony olvadáspontú szilárd anyagokként léteznek, bár sok fontos kivétel létezik.
míg az ionos vegyületek általában akkor alakulnak ki, amikor egy fém és egy nemfém kombináció, a kovalens vegyületeket általában nemfémek kombinációjával alakítják ki. Így a periódusos rendszer segíthet felismerni sok kovalens vegyületet., Bár tudjuk használni a pozíciókat egy vegyület elemei a periódusos megjósolni, hogy ez ionos vagy kovalens ezen a ponton a tanulmány a kémia, akkor tisztában kell lenniük azzal, hogy ez egy nagyon egyszerű megközelítés, amely nem veszi figyelembe számos érdekes kivételtől eltekintve. A szürke árnyalatai léteznek ionos és molekuláris vegyületek között, és ezekről később többet is megtudhat.,
5. Példa: Előre a Típusú Kötés a Vegyületek
Megjósolni, hogy a következő vegyületek ion vagy molekula:
- KI, a használt vegyület, mint a forrás a jód asztali só
- H2O2, a bleach, fertőtlenítő hidrogén-peroxid
- CHCl3, az érzéstelenítő kloroform
- Li2CO3, forrás lítium antidepresszánsok
a Legfontosabb Fogalmakat, valamint Összefoglaló
Fémek (különösen azok a csoportok, 1, 2) hajlamosak elveszíteni a száma, elektronok, hogy hagyja őket az azonos számú elektron, mint az előző nemes gáz a periódusos rendszer., Ez azt jelenti, hogy pozitív töltésű ion keletkezik. Hasonlóképpen, nonmetals (különösen azok a csoportok, 16, 17, illetve, kisebb mértékben, a Csoport 15) nyerhet a száma elektronok szükség, amely az atomok azonos számú elektron, mint a következő nemes gáz a periódusos rendszer. Így a nemfémek negatív ionokat képeznek. A pozitív töltésű ionokat kationoknak, a negatív töltésű ionokat anionoknak nevezik. Az ionok lehetnek monatomikusak (csak egy atomot tartalmaznak) vagy poliatomikusak (egynél több atomot tartalmaznak).
az ionokat tartalmazó vegyületeket Ionos vegyületeknek nevezzük., Ionos vegyületek általában fémekből és nem fémekből alakulnak ki. Azok a vegyületek, amelyek nem tartalmaznak ionokat, hanem a molekulákban szorosan összekapcsolt atomokból állnak (egy egységként viselkedő atomok nem töltött csoportjai), kovalens vegyületeknek nevezzük. Kovalens vegyületek általában két nem metálból állnak., az atomok két, vagy több különböző elemek
ionos bond: elektrosztatikus erők a vonzás között az ellentétes töltésű ionok egy ionos vegyület
ionos vegyület: a vegyület áll kationok, valamint anionok kombinált arányok, így egy elektromosan semleges anyag,
molekuláris összetett: (szintén, kovalens vegyület) álló molekulák által alkotott atomok két, vagy több különböző elemek
egyatomos ion: ion áll, egyetlen atom
oxyanion: polyatomic anion, amely egy központi atom kötődik az oxigén atomok
polyatomic ion: ion áll több, mint egy atom