رابطة أيونية
الرابطة الأيونية هي الرابطة التي تنشأ بين ذرتين تختلفان في المقدرة على كسب أوفقد الإلكترونات وتكون بين أيوني هاتين الذرتين الموجب والآخر السالب الشحنة فتنشأ قوة جذب كهربائي بينهما، وتختلف نسبة الأيونات المفقودة والمكتسبة فمثلا بحاجة ذرة الأكسجين لأيونين من البوتاسيوم لأن المدار الأخير يحتاج لإلكترونين ليصل لحالة الاستقرار أي ثمانية إلكترونات.
K2O <----O2+K
وتحدث الرابطة الأيونية عادةً بين الفلزات (ذات طاقة التأين المنخفضة والتي تميل لفقدان الإلكترونات ) واللافلزات (ذات الألفة الالكترونية المرتفعة والتي تميل لاكتساب الالكترونات ) .
مثال:- يرتبط أيون الصوديوم + 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 الكترون واحد من مستوى تكافؤه ليصبح أيون موجب أحادي ذوتوزيع الالكتروني مشابه للتوزيع الالكتروني للغاز الخامل الذي قبله وهوالنيون .
Na / 1S2 2S2 2P6 3S1 Na+ / 1S2 2S2 2P6
وعنصر الكلور يكتسب الكترون واحد في مستوى تكافؤه ليصبح أيون سالب ذوهجريب الكتروني مشابه لهجريب الغاز الخامل الذي بعده وهوالارجون . Cl / 1S2 2S2 2P6 3S2 3P5 Cl- / 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6
والحقيقة حتى هذا الكلام غير دقيق فلا يوجد جزيئات مستقلة في المركبات الأيونية بل توجد على شكل تجمع أيوني يعهد بالأشكال بلورية بحيثقد يكون جميع أيون ذوشحنة معينة محاطاً بعدد من الأيونات ذوالشحنة المخالفة .
وللرابطة الأيونية طاقة تعهد باسم ( طاقة الرابطة الأيونية ) وهي طاقة وضع ناتجة ( سالبة ) تعتمد قيمتها على كمية الشحنة المتوفرة بالأيونين وعلى نصف قطر ( الحجم الذري ) كلِ منهما.
طاقة الرابطة الأيونية = - ي2 / ر
حيث : كمية الشحنة . ر : مجموع نصفي قطر الأيونين
ويتضح من العلاقة السابقة أنه حدثا زادت كمية الشحنة حدثا نقصت طاقة الرابطة الأيونية ( زيادة قيمة البسط تزيد من قيمة الكسر وبأن الكسر سالب الشحنة فإن الناتج يقل ) ويصبح المركب الأيوني أكثر استقراراً
أما بالنسبة لنصف القطر فيلاحظ من العلاقة أنه حدثا كبر نصف القطر الذري لأحد الأيونين أوكليهما زادت طاقة الرابطة الأيونية ( زيادة قيمة المقام تقلل من قيمة الكسر وبما حتى الكسر سالب فالقيمة تزداد ) ويصبح المركب أقل استقراراً.
وللتغلب على طاقة الرابطة الأيونية وكسرها ( فصل الأيونين المكونين للرابطة ) فإننا نحتاج إلى طاقة ( موجبة ) تعهد هذه الطاقة باسم طاقة الترتيب البلوري.
وتعهد طاقة الترتيب البلوري بأنها الطاقة التي نحتاجها لنحول مركباً بلورياً ( أيونياً ) في الحالة الصلبة إلى أيونات منفصلة في الحالة الغازية ) إذاً فطاقة الترتيب البلوري طاقة مساوية لطاقة الرابطة الأيونية ( كحد أدنى ) مع اختلاف الإشارة .
طاقة الترتيب البلوري = ي2 / ر
وعلى هذا فإن ازدياد قيمة طاقة الترتيب البلوري لمركب ما يعني حتى هذا المركب أكثر استقراراً وتزداد طاقة الترتيب البلوري بزيادة قيمة كمية الشحنة أونقصان نصف القطر الذري ( لأحد الأيونين أوكليهما ) كما يتضح من العلاقة السابقة
خصائص المركبات الأيونية
كما ذكرنا في السابق بأن المركبات الأيونية توجد على شكل تجمعات أيونية في أشكال معينة يطلق عليها ( الأشكال البلورية ) ونجد في هذه الأشكال ترتيب بلوري منظم للأيونات بحيث حتى جميع أيون ذوشحنة معينةقد يكون منجذباً إلى مجموعة من الأيونات ذوالشحنة المخالفة ، بمعنى حتى الأيون الواحدقد يكون مرتبطاً بعدة روابط أيونية في نفس الوقت وهذا ما يفسر وجود المركبات الأيونية عادةً في الحالة الصلبة ( كثافة عالية ) كما يفسر هذا الوضع أيضاً درجات الانصهار والغليان المرتفعة لهذه المركبات.
ومن أبرز صفات المركبات الأيونية عدم قدرتها على التوصيل الكهربي في الحالة الصلبة نظراً لارتباط الأيونات وعدم قدرتها على الحركة بينما تصبح موصلة للكهرباء عند صهرها أوإذابتها في الماء ( الأيونات حرة الحركة في المصهور وفي المحلول المائي )
