การเกิดพันธะไอออนิก
เกิดขึ้นเมื่อโลหะรวมตัวกับอโลหะ แล้วโลหะให้อิเล็กตรอนแก่อโลหะ เพื่อให้แต่ละอะตอมมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนครบ 8 หรือเป็นไปตามกฎออกเตต อะตอมของโลหะก็จะกลายเป็นไอออนบวก เพราะมีโปรตอนมากกว่าอิเล็กตรอนส่วนอะตอมของอโลหะกลายเป็นไอออนลบเพราะมีโปรตอนน้อยกว่าอิเล็ก- ตรอน ไอออนทั้งสองมีประจุต่างกันจึงเกิดแรงดึงดูดทางไฟฟ้ายึดเหนี่ยวอะตอมทั้งสองเข้าด้วยกัน(เกิดเป็นพันธะไอออนิก) และเรียกสารประกอบที่เกิดจากอะตอมยึดเหนี่ยวกันด้วยพันธะไอออนิกว่า สารประกอบไอออนิก
*หมายเหตุ โลหะบางชนิด เช่น Be, Sn เมื่อรวมตัวกับอโลหะบางชนิด เช่น Cl ไม่ได้เกิดพันธะไอออนิก แต่เกิดพันธะโคเวเลนต์ เช่น BeCl2 SnCl4 SnCl2 เป็นต้น
การรวมตัวระหว่างธาตุแคลเซียมกับฟลูออรีนก็สามารถอธิบายได้ดังนี้ แคลเซียมมีเลขอะตอม 20 จัดอิเล็กตรอนเป็น 2, 8, 8, 2 แคลเซียมจึงให้เวเลนซ์อิเล็กตรอน 2 อิเล็กตรอนแก่ฟลูออรีนเกิดเป็นแคลเซียมไอออน (Ca2+) ซึ่งมีการจัดอิเล็กตรอนเหมือนธาตุอาร์กอนคือ 2, 8, 8 ส่วนฟลูออรีนมีเลขอะตอม 9 จัดอิเล็กตรอนเป็น 2, 8, 1 และฟลูออรีน 1 อะตอมจะรับ 1 อิเล็กตรอนเกิดเป็นฟลูออไรด์ไอออน (F-) ซึ่งจัดอิเล็กตรอนเหมือนกับธาตุนีออน แต่แคลเซียม 1 อะตอมให้ 2 อิเล็กตรอนจึงต้องใช้ฟลูออรีน 2 อะตอม เพื่อรับ 2 อิเล็กตรอน เกิดเป็นสารประกอบแคลเซียมฟลูออไรด์ ซึ่งแสดงได้ดังต่อไปนี้
โครงสร้างของสารประกอบไอออนิก
ผลึกของสารประกอบไอออนิกประกอบด้วยไอออนบวกและไอออนลบจัดเรียงตัวสลับกันไปอย่างมีระเบียบทั่วทั้งก้อนผลึกสามมิติ ทำให้ผลึกมีโครงสร้างที่แน่นอน ในการจัดเรียงตัวของไอออน ไอออนบวกจะห้อมล้อมและสัมผัสกับไอออนลบ ในทำนองเดียวกันไอออนลบก็จะห้อมล้อมและสัมผัสกับไอออนบวก จำนวนไอออนที่ห้อมล้อมและสัมผัสกับไอออนอื่น เรียกว่า โคออร์ดิเนชันนัมเบอร์ ( Coordination Number ) ซึ่งจะมีจำนวนเท่าใดขึ้นอยู่กับขนาดของไอออนทั้งสองชนิด โครงสร้างผลึกขงสารประกอบไอออนิกที่ควรทราบได้แก่
1. โครงสร้างแบบโซเดียมคลอไรด์ ( Rock salt structure ) ในผลึกของโซเดียมคลอไรด์ประกอบด้วย Na+ และ Cl- การจัดเรียงตัวของไอออนคือ Na+ จะมี Cl- ห้อมล้อมและสัมผัสโดยรอบ 6 ไอออน และ Cl- จะมี Na+ ห้อมล้อมและสัมผัสโดยรอบ 6 ไอออนเช่นเดียวกัน โครงสร้างแบบโซเดียมคลอไรด์ โดยทั่วไปเรียกว่า Rock-salt structure สารประกอบแฮไลด์ของโลหะแอลคาไล (ธาตุหมู่ IA) และสารประกอบออกไซด์และซัลไฟด์ของโลหะแอลคาไลน์เอิร์ท ( ธาตุหมู่ IIA ) ส่วนใหญ่มีโครงสร้างแบบเดียวกับโซเดียมคลอไรด์
2. โครงสร้างแบบซีเซียมคลอไรด์ ( Cesium Chloride structure ) เนื่องจาก Cs+ มีขนาดโตกว่า Na+ ดังนั้น Cl- จึงสามารถห้อมล้อมและสัมผัสกับ Cs+ ได้มากกว่า Na+ กล่าวคือ Cs+ มี Cl- ห้อมล้อมและสัมผัส 8 ไอออน ทำนองเดียวกัน Cl- ก็จะมี Cs+ ห้อมล้อมและสัมผัส 8 ไอออนเช่นเดียวกัน
3. โครงสร้างแบบแคลเซียมฟลูออไรด์ ( Fluorite structure ) โครงสร้างของแคลเซียมฟลูออไรด์ประกอบด้วย Ca2+ และ F- โดย Ca2+ มี F- ห้อมล้อมและสัมผัส 8 ไอออน แต่ F- มี Ca2+ ห้อมล้อมและสัมผัสเพียง 4 ไอออนเท่านั้น
4. โครงสร้างแบบซิงซัลไฟด์ ( Zinc blend structure ) โครงสร้างของซิงซัลไฟด์ประกอบด้วย Zn2+ และ S2- โดย Zn2+ มี S2- ห้อมล้อมและสัมผัส 4 ไอออน ทำนองเดียวกัน S2- ก็มี Zn2+ ห้อมล้อมและสัมผัส 4 ไอออนเช่นเดียวกัน
เนื่องจากโครงสร้างของสารประกอบไอออนิกประกอบด้วยไอออนบวกและไอออนลบมีการจัด เรียงตัวสลับกันไปแบบต่อเนื่องทั่วทั้งผลึก ไม่สามารถแยกออกเป็นโมเลกุลได้ จึงถือว่าสารประกอบไอออนิกเป็นสารประกอบที่ไม่มีสูตรโมเลกุล การเขียนสูตรแทนสารประกอบไอออนิกใช้สูตรเอมพิริกัล แสดงอัตราส่วนอย่างต่ำในการรวมตัวกันระหว่างไอออนบวกและไอออนลบ
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น