ΙΟΝΤΙΚΟΣ Η ΕΤΕΡΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ (ΙΟΝΙC BOND) Ο χημικός δεσμός που δημιουργείται λόγω των ελκτικών δυνάμεων αντιθέτως φορτισμένων ιόντων λέγεται ετεροπολικός ή ιοντικός δεσμός, αφού η δημιουργία του oφείλεται στα ιόντα. Οι δυνάμεις αυτές ονομάζονται ηλεκτροστατικές ή δυνάμεις Coulomb. Για την καλύτερη κατανόηση του ετεροπολικού δεσμού θα πάρουμε την ένωση νατρίου και χλωρίου σαν παράδειγμα, του χλωριούχου νατρίου (ΝaCl), που είναι το γνωστό μας αλάτι. Το νάτριο που έχει ένα ηλεκτρόνιο στην εξωτερική του στοιβάδα, αποκτά την ηλεκτρονιακή δομή του νέου όταν χάσει αυτό το ηλεκτρόνιο. Το άτομο του νατρίου χάνοντας το εξωτερικό του ηλεκτρόνιο φορτίζεται θετικά, αφού τώρα έχει ένα επι πλέον θετικό φορτίο στον πυρήνα του (πρωτόνιο). Το θετικά φορτισμένο άτομο του νατρίου είναι ένα θετικό ιόν νατρίου και συμβολίζεται με Νa +. Τα θετικά ιόντα των ατόμων ονομάζονται κατιόντα. Το χλώριο έχει επτά ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στοιβάδα και αποκτά την ηλεκτρονιακή δομή του αργού παίρνοντας ένας ηλεκτρόνιο. Το άτομο του χλωρίου όταν πάρει ένα ηλεκτρόνιο φορτίζεται αρνητικά, αφού θα έχει ένα αρνητικό φορτίο περισσότερο απο τα θετικά του πυρήνα.
Το άτομο του χλωρίου μετατρέπεται σε αρνητικό ιόν χλωρίου και συμβολίζεται με Cl -. Τα αρνητικά ιόντα των ατόμων ονομάζονται ανιόντα. Οι ενώσεις με ετεροπολικό δεσμό δημιουργούν κρυστάλλους ιόντων, όπου τα ανιόντα διαδέχονται τα κατιόντα. Αυτές περιγράφονται σαν απλά μόρια, πχ. NaCl, CsCl, CaF 2, στην πραγματικότητα όμως έχουμε να κάνουμε με κρυστάλλους ιόντων που έιναι ένα τεράστιο πολυμόριο.(γιγαντομόριο) Η δομή του κρυσταλλικού πλέγματος στις ετεροπολικές ενώσεις εξαρτάται από το φορτίο και το μέγεθος των ιόντων που συμμετέχουν στην δημιουργία των ιοντικών ενώσεων. Το ιόν του νατρίου στο χλωριούχο νάτριο έλκεται (περιβάλλεται) από 6 ιόντα χλωρίου και κάθε ιόν χλωρίου από 6 ιόντα νατρίου. Ετσι δημιουργείται μία κυβική δομή. Τα στοιχεία που δίνουν ηλεκτρόνια είναι ηλεκτροθετικά και τα βρίσκουμε στις πρώτες ομάδες του περιοδικού πίνακα των στοιχείων, ενώ αυτά που παίρνουν ηλεκτροαρνητικά.γενικά ηλεκτροθετικά στοιχεία είναι τα μέταλλα ενώ τα αμέταλλα είναι ηλεκτραρνητικά. Παράδειγμα σχηματισμού της ετεροπολικής ένωσης CaCl 2. Η ηλεκτρονιακή δομή του ασβεστίου με Ζ=20 είναι: Κ(2) L(8) M(8) N(2). Για το Cl Z=17 άρα η ηλεκτρονιακή δομή του είναι: Κ(2) L(8) M(7).Συνεπώς το ασβέστιο δίνει τα δύο ηλεκτρόνια της εξωτερικής του στιβάδας σε δύο άτομα Cl,μετατρέπεται σε θετικό ιόν με οκτώ ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στιβάδα και το κάθε άτομο χλωρίου σε ανιόν με επίσης οκτώ ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στιβάδα. Οι ισχυρότατες ηλεκτροστατικές δυνάμεις δημιουργούν τον σταθερό κρύσταλλο του CaCl2.
Άλλα παραδείγματα 1. Να περιγράψετε τον σχηματισμό χημικού δεσμού μεταξύ των στοιχείων: Ι. 19 Κ και 9 F ΙΙ. 20 Ca και 1 Η ΛΥΣΗ Ι. οι ηλεκτρονικές δομές των ατόμων των στοιχείων είναι: 19 Κ : Κ(2)L(8)M(8)N(1) 9 F:K(2)L(7) Το Κ είναι μέταλλο και το F είναι αμέταλλο συνεπώς ο δεσμός που σχηματίζεται είναι ιοντικός. Το Κ για αποκτήσει δομή ευγενούς αερίου αποβάλλει 1 ηλεκτρόνιο ενώ το F προσλαμβάνει 1. ΙΙ. Οι ηλεκτρονικές δομές των ατόμων των στοιχείων είναι : Ca: K(2)L(8)M(8)N(2) Η: K(1) Έχουμε ένα άτομο Ca που είναι μέταλλο κι ένα άτομο Η που είναι αμέταλλο. Το Ca για να αποκτησει δομη ευγενους αερίου αποβάλλει 2 ηλεκτρόνια και το Η τα προσλαμβάνει.
ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1 1. Να περιγράψετε τον μηχανισμό σχηματισμού ιοντικής ένωσης μεταξύ των παρακάτω στοιχείων: α) 19 Κ και 9 F. β) 12 Mg και 16 S. γ) 20 Ca και 1 Η....... 2. Τα στοιχεία Α,Β και Γ έχουν ατομικούς αριθμούς αντίστοιχα ν - 2, ν και ν +1. Αν το Β ανήκει στα ευγενή αέρια, να εξετάσετε τι είδους δεσμός σχηματίζεται μεταξύ των Α και Γ....... 3. Τα στοιχεία Α,Β και Γ έχουν ατομικούς αριθμούς αντίστοιχα ν, ν+1 και ν +2 και το Β ανήκει στα ευγενή αέρια. α) Σε ποια ομάδα του Π.Π. ανήκουν τα στοιχεία Α και Γ; β) Να εξεταστεί τι είδους δεσμός σχηματίζεται μεταξύ των Α και Γ..