الرابطة الايونية

Ionic bond

الرابطة الايونية

تصميم علي ثاير النعيمي

الرابطة الأيونية هي تلك الرابطة التي تنشأ بين ذرتين تختلفان في المقدرة على فقد او كسب الإلكترونات وتكون بين أيوني هاتين الذرتين السالبة والموجبة الشحنة فتنشأ بينهما قوة جذب كهربائي. وهنالك اختلاف في نسبة الأيونات المفقودة والمكتسبة فمثلا تحتاج ذرة الأكسجين لأيونين من البوتاسيوم لأن المدار الأخير يحتاج لإلكترونين ليصل لحالة الاستقرار أي ثمانية إلكترونات.

وتحدث الرابطة الأيونية عادةً بين الفلزات (ذات طاقة التأين المنخفضة اي التي تميل لفقدان الإلكترونات ) واللافلزات (ذات الألفة الالكترونية المرتفعة اي التي 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

فهنا عنصر الصوديوم يفقد الكترون واحد من مستوى تكافؤه ليصبح أيون موجب أحادي ذو توزيع الالكتروني مشابه للتوزيع الالكتروني لغاز النيون الخامل الذي قبله .

Na / 1S² 2S² 2P⁶ 3S¹

Na⁺ / 1S² 2S² 2P⁶

وعنصر الكلور يكتسب الكترون واحد في مستوى تكافؤه ليصبح أيون سالب ذو تركيب الكتروني مشابه لتركيب الغاز الارجنون الخامل الذي بعده

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

Cl^- / 1S² 2S² 2P⁶ 3S² 3P⁶

وهنالك اسم للرابطة الأيونية  يعرف باسم ( طاقة الرابطة الأيونية ) وهي طاقة وضع ناتجة ( سالبة ) كمية الشحنة تعتمد على الشحنة المتوفرة بالأيونين وعلى نصف قطر ( الحجم الذري ) كلِ منهما.

أما بالنسبة لنصف القطر أنه كلما كبر نصف القطر الذري لأحد الأيونين أو كليهما زادت طاقة الرابطة الأيونية ويصبح المركب أقل استقراراً.

ولكي نتغلب على طاقة الرابطة الأيونية وكسرها ( فصل الأيونين المكونين للرابطة ) فإننا نحتاج إلى طاقة ( موجبة ) تعرف هذه الطاقة باسم طاقة الترتيب البلوري.

و طاقة الترتيب البلوري تعرف بأنها الطاقة التي نحتاجها لكي نحول مركباً بلورياً ايوني في الحالة الصلبة إلى أيونات منفصلة في الحالة الغازية، فطاقة الترتيب البلوري طاقة مساوية لطاقة الرابطة الأيونية  كحد أدنى مع اختلاف الإشارة .

وعلى هذا فإن ارتفاع قيمة طاقة الترتيب البلوري لمركب ما يعني أن هذا المركب أكثر استقراراً وتزداد طاقة الترتيب البلوري بزيادة قيمة كمية الشحنة أو نقصان نصف القطر الذري لأحد الأيونين أو كليهما

خصائص المركبات الأيونية

 المركبات الأيونية توجد على شكل تجمعات أيونية في أشكال معينة يطلق عليها الأشكال البلورية ونجد في هذه الأشكال البلوري ترتيب بلوري منظم للأيونات بحيث أن كل أيون ذو شحنة معينة يكون منجذباً إلى مجموعة من الأيونات ذو الشحنة المخالفة ، اي أن الأيون الواحد 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.

ان من أهم صفات المركبات الأيونية هي عدم قدرتها على التوصيل الكهربي في الحالة الصلبة وذلك بسبب لارتباط الأيونات وعدم قدرتها على الحركة بينما تصبح موصلة للكهرباء عند صهرها أو إذابتها في الماء في هذه الحلة تصبح الأيونات حرة الحركة في المصهور وفي المحلول المائي .

المصادر

• Ionic Interactions in Natural and Synthetic Macromolecules, Editors: Alberto Ciferri, Angelo Perico, Wiley 2012, p 35-47 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/9781118165850.ch2
•  David Arthur Johnson, Metals and Chemical Change, Open University, Royal Society of Chemistry, 2002, ISBN 0-85404-665-8
•  Linus Pauling, The Nature of the Chemical Bond and the Structure of Molecules and Crystals: An Introduction to Modern Structural Chemistry, Cornell University Press, 1960 ISBN 0-801-40333-2 doi:10.1021/ja01355a027
•  Schneider, H.-J.; Yatsimirsky, A. Principles and Methods in Supramolecular Chemistry ... Wiley; Chichester, New York, Weinheim, Brisbane, Singapore, Toronto , 2000https://www.wiley.com/en-us/Principles+and+Methods+in+Supramolecular+Chemistry-p-9780471972532