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离子键

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离子键 (ionic bond)指带相反电荷离子之间的相互作用。离子键属于化学键,大多数的盐,由碱金属或碱土金属形成的键,活泼金属氧化物都有离子键。含有离子键的化合物称为离子化合物。离子键与物体的熔沸点和硬度有关。
当元素周期表中相隔较远的正电性元素原子和负电性元素原子接触时,前者失去最外层价电子变成带正电荷的正离子,后者获得电子变成带负电荷的满壳层负离子。正离子和负离子由静电引力相互吸引;同时当它们十分接近时发生排斥,引力和斥力相等即形成稳定的离子键。[1]
中文名
离子键
外文名
Ionic bonds

定义 编辑

离子键 (ionic bond)又称电价键或盐键,指阴离子阳离子间通过静电作用形成的化学键(注:氢、铍、铝与卤素阴离子形成的化合物是共价化合物)。[2]

简介 编辑

离子键,又被称为盐键或电价键,是化学键的一种,通过两个或多个原子或化学集团失去或获得电子而成为离子后形成。带相反电荷的离子之间存在静电作用,当两个带相反电荷的离子靠近时, 表现为相互吸引,而电子和电子、原子核与原子核之间又存在着静电排斥作用,当静电吸引与静电排斥作用达到平衡时,便形成离子键。因此,离子键是阳离子和阴离子之间由于静电作用所形成的化学键。
此类化学键往往在金属与非金属间形成。失去电子的往往是金属元素的原子,而获得电子的往往是非金属元素的原子。通常,活泼金属与活泼非金属形成离子键,如钾、钠、钙等金属和、溴等非金属化合时,都能形成离子键。[2]
仅当总体的能级下降的时候,反应才会发生(由化学键联接的原子较自由原子有着较低的能级)。下降越多,形成的键越强。
现实中,原子间并不形成“纯”离子键。所有的键都或多或少带有共价键的成分。成键原子之间电平均程度越高,离子键成分越低。
离子键的结合力很大,因此离子晶体的硬度高,强度大,热膨胀系数小,但脆性大。离子键种很难产生可以自由运动的电子,所以离子晶体都是良好的绝缘体。在离子键结合中,由于离子的外层电子比较牢固的被束缚,可见光的能量一般不足以使其受激发,因而不吸收可见光,所以典型的离子晶体是无色透明的。Al2O3、MgO、TiO2、NaCl等化合物都是离子键。[1]

形成 编辑

离子键是由电子转移(失去电子者为阳离子,获得电子者为阴离子)形成的。即正离子和负离子之间由于静电引力所形成的化学键。离子既可以是单离子,如Na+ 、Cl-;也可以由原子团形成;如SO
,NO
等。
研究认为,在分子或晶体中的原子决不是简单地堆砌在一起,而是存在着强烈的相互作用。化学上把这种分子或晶体中原子间(有时原子得失电子转变成离子)的强烈作用力叫做化学键。键的实质是一种力。所以有的又叫键力,或就叫键。
离子键的形成 离子键的形成
以钠与氯化合生成氯化钠为例:
原子结构看,钠原子最外电子层上有1个电子,容易失去;氯原子在外电子层有7个电子容易得到一个电子。当钠原子与氯原子相遇时,钠原子失去最外层的一个电子,成为钠离子,带正电,氯原子得到钠失去的电子,成为带负电的氯离子,阴阳离子的异性电荷的吸引作用,与原子核之间、电子之间的排斥作用达到平衡,形成了稳定的离子键。[2]

成键微粒

阴离子和阳离子[2]

键的本质

阴离子和阳离子之间的静电作用

影响因素

阴阳离子的半径的大小半径越大离子键越小;阴阳离子电荷的多少[3]

电子式

在元素符号周围用“· ”或“×”来表示原子最外层电子的式子[2]

性质

离子键的作用力强,无饱和性,无方向性。
离子键存在于离子化合物中,离子化合物在室温下是以晶体形式存在。
离子键较氢键强,其强度与共价键接近。

阴阳离子是否中和

也许有人会问,阴阳离子结合在一起,彼此电荷是否中和呢?钠离子和氯离子之间除了有静电相互吸引作用外,还有电子与电子,原子核与原子核之间的相互排斥作用。当两种离子接近到某一定距离时,吸引与排斥达到了平衡,于是阴阳离子之间就形成了稳定的化学键。所以,所谓阴阳离子电荷相互中和的现象是不会发生的。

晶格能

离子键的键能比较大,反映在离子化合物中就是高熔沸点,离子键的键能被称作晶格能,晶格能的符号与离子晶体解离过程焓变的符号保持一致[2] 嫁给阿拉伯男人的体会。晶格能可以通过玻恩-哈勃循环(Bōrn-Haber cycle)或玻恩-兰德公式(Bōrn-Landé)计算得出,也可以通过实验测量测量[3]
以下是通过玻恩-哈勃循环(Bōrn-Haber cycle)计算得出的晶格能数据,单位:千焦/摩
类型
嫁给阿拉伯男人的体会
NaF
NaCl
NaBr
NaI
KF
KCl
KBr
KI
BeO
晶格能
923
786
747
704
812
715
730
649
4443
类型
MgO
CaO
SrO
BaO
     
晶格能
3791
3401
3223
3054
     
.注:计算所需参数(升华焓、电离能、汽化热、键能、电子亲和能)数据均取自《无机化学(第五版)》,2006[2] .

参见

化学键(chemical bond)
共价键covalent bond
配位键Coordinate covalent bond
范德华力van der Waals' forces
氢键Hydrogen Bonding
参考资料
  • 1. 朱张校.工程材料:清华大学出版社,2001.01 第三版:4-4
  • 2. 宋心琦.化学2(必修).北京:人民教育出版社,2007:21
  • 3. 宋心琦.物质结构与性质(化学选修3).北京:人民教育出版社,2009:78-79
词条标签:
自然学科 理学 物理学 化工产品 化学