الرابطة الايونية

الأهداف التعليمية :يتوقع من الطالب في نهاية الدرس أن :

1- يوضح كيف ترتبط ذرات العناصر في المركبات .
2- يشرح سبب اتحاد ذراتالعناصر لتكوين المركبات .
3- يعدد ستاً من الروابط الكيميائية .
4- يعرّفالرابطة الأيونية .
5- يمثّل للرابطة الأيونية .
6- يذكر بين أي العناصرتتكون الرابطة الأيونية .
7- يعرّف طاقة الرابطة الأيونية .
8- يوضّح أثر كلٍمن كمية الشحنة ونصف القطر الأيوني على كمية طاقة الرابطة الأيونية .
9- يعرّفطاقة الترتيب البلوري .
10- يشرح أثر كلٍ من كمية الشحنة ( على الأيون الموجبوالسالب ) ونصف القطر الأيوني على قيمة طاقة الترتيب البلوري .
11- يوضّحالعلاقة بين قيمة طاقة الترتيب البوري للمركب الأيوني ومدى ثباته واستقراراه .
12- يوضّح العلاقة بين قيمة طاقة الترتيب البلوري للمركب الأيوني ودرجةإنصهاره وغليانه .
13- يعلل سبب ارتفاع كثافة ودرجة غليان وانصهار المركباتالأيونية .
14- يعلل سبب عدم قابلية المركبات الأيونية للتوصيل الكهربي فيحالتها الصلبة .
15- يشرح سبب قابلية المركبات الأيونية للتوصيل الكهربي فيالمصهور والمحلول المائي .

الرابطة الأيونية : عبارة عن تجاذب كهربي بين أيونين أيون موجبتكون نتيجة فقدان ذرة العنصر لإلكترون أو أكثر وأيون سالب تكون نتيجة اكتساب ذرةالعنصر لإلكترون أو أكثر .

( ومن الضروري هناأن نركز على طبيعة الرابطة الأيونية وهي التجاذب الكهربي حتى يمكننا التمييز بدقةبين الروابط الكيميائية والتفريق بينها )

وتحدث الرابطة الأيونية عادةً بين الفلزات (ذات طاقة التأينالمنخفضة والتي تميل لفقدان الإلكترونات ) واللافلزات (ذات الألفة الالكترونيةالمرتفعة والتي تميل لاكتساب الالكترونات ) .

مثال:-
يرتبط أيونالصوديوم + Na بأيون الكلور - Cl في مركب كلوريد الصوديوم برابطة أيونية .

Na -------> Na+ + 1e
Cl + 1e ---------> Cl- v
___________________
Na + Cl --------> Na+ + Cl- v

فعنصر الصوديوم يفقد الكترونواحد من مستوى تكافؤه ليصبح أيون موجب أحادي ذو توزيع الالكتروني مشابه للتوزيعالالكتروني للغاز الخامل الذي قبله وهو النيون .

Na / 1S2 2S2 2P6 3S1
Na+ / 1S2 2S2 2P6

وعنصرالكلور يكتسب الكترون واحد في مستوى تكافؤه ليصبح أيون سالب ذو تركيب الكترونيمشابه لتركيب الغاز الخامل الذي بعده وهو الارجون .

Cl / 1S2 2S2 2P6 3S2 3P5
Cl- / 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6

اضغط هنا لمزيد من التوضيح لكيفية تكوين الرابطة الأيونية في كلوريد الصوديوم .

والحقيقة أن هذا الكلام غير دقيق فلا يوجد جزيئات مستقلة فيالمركبات الأيونية بل توجد على شكل تجمع أيوني يعرف بالأشكال بلورية بحيث يكون كلأيون ذو شحنة معينة محاطاً بعدد من الأيونات ذو الشحنة المخالفة .

وللرابطة الأيونية طاقة تعرف باسم( طاقة الرابطةالأيونية )وهي طاقة وضع ناتجة ( سالبة ) تعتمد قيمتها على كمية الشحنةالمتوفرة بالأيونين وعلى نصف قطر ( الحجم الذري ) كلِ منهما .

طاقة الرابطة الأيونية = - ي2 / ر

حيث ي : كميةالشحنة . ر : مجموع نصفي قطر الأيونين .

ويتضح من العلاقة السابقة أنه كلمازادت كمية الشحنة كلما نقصت طاقة الرابطة الأيونية ( زيادة قيمة البسط تزيد من قيمةالكسر وبأن الكسر سالب الشحنة فإن الناتج يقل ) ويصبح المركب الأيوني أكثراستقراراً .

أما بالنسبة لنصف القطر فيلاحظ من العلاقة أنه كلما كبر نصفالقطر الذري لأحد الأيونين أو كليهما زادت طاقة الرابطة الأيونية ( زيادة قيمةالمقام تقلل من قيمة الكسر وبما أن الكسر سالب فالقيمة تزداد ) ويصبح المركب أقلاستقراراً .

وللتغلب على طاقة الرابطة الأيونية وكسرها ( فصل الأيونينالمكونين للرابطة ) فإننا نحتاج إلى طاقة ( موجبة ) تعرف هذه الطاقة باسم طاقةالترتيب البلوري .

وتعرفطاقة الترتيب البلوريبأنهاالطاقة التي نحتاجها لنحول مركباً بلورياً ( أيونياً ) في الحالة الصلبة إلى أيوناتمنفصلة في الحالة الغازية ) .
إذاً فطاقة الترتيب البلوري طاقة مساوية لطاقةالرابطة الأيونية ( كحد أدنى ) مع اختلاف الإشارة .

طاقة الترتيب البلوري = ي2 / ر

وعلى هذا فإنارتفاع قيمة طاقة الترتيب البلوري لمركب ما يعني أن هذا المركب أكثر استقراراًوتزداد طاقة الترتيب البلوري بزيادة قيمة كمية الشحنة أو نقصان نصف القطر الذري ( لأحد الأيونين أو كليهما ) كما يتضح من العلاقة السابقة .

مثال1 : أيهماأعلى طاقة ترتيب بلوري NaCl أم CaCl2 ولماذا ؟مثال2 : رتب المركبات التاليةتصاعدياً حسب طاقة ترتيبها البلوري : LiCl ، LiBr ، LiI مبدياً تبريراً للترتيبالمقترح .

خصائص المركبات الأيونيةكما ذكرنافي السابق بأن المركبات الأيونية توجد على شكل تجمعات أيونية في أشكال معينة يطلقعليها ( الأشكال البلورية ) ونجد في هذه الأشكال ترتيب بلوري منظم للأيونات بحيث أنكل أيون ذو شحنة معينة يكون منجذباً إلى مجموعة من الأيونات ذو الشحنة المخالفة ،بمعنى أن الأيون الواحد يكون مرتبطاً بعدة روابط أيونية في نفس الوقت .

وهذا ما يفسر وجود المركبات الأيونية عادةً فيالحالةالصلبة( كثافة عالية ) كما يفسر هذا الوضع أيضاًدرجاتالانصهار والغليان المرتفعةلهذه المركبات .

ومن أهم صفات المركباتالأيونيةعدم قدرتها على التوصيل الكهربي في الحالة الصلبةنظراً لارتباط الأيونات وعدم قدرتها على الحركة بينما تصبحموصلةللكهرباء عند صهرها أو إذابتها في الماء ( الأيونات حرة الحركة في المصهوروفي المحلول المائي ) .

» الرابطة التساهمية