离子键：特征，形成方式和示例 - 化学 - 2025

的离子键是一种类型的化学键，其中有是相反电荷的离子之间的静电引力。即，带正电的离子与带负电的离子形成键，从而将电子从一个原子转移到另一个原子。

当一个原子的价电子永久转移到另一个原子时，会发生这种化学键。失去电子的原子变成阳离子（带正电），获得电子的原子变成阴离子（带负电）。

离子键示例：氟化钠。钠失去一个价电子，而将其释放给氟。宽频

离子键概念

离子键是一种带电粒子，通过该键，称为离子的相互作用，产生离子性固体和液体。该键是数亿个离子之间静电相互作用的产物，并且不仅限于其中的几个。也就是说，它超越了正电荷与负电荷之间的吸引力。

考虑例如离子化合物氯化钠NaCl，更好地称为食盐。在NaCl，离子键占主导地位，因此它是由钠⁺和Cl ^-离子。的Na ⁺是正离子或阳离子，而氯^- （氯化物）是负离子或阴离子。

氯化钠中的Na +和Cl-离子通过离子键结合在一起。资料来源：Eyal Bairey通过Wikipedia。

两者的Na ⁺和Cl ^-被吸引到被的相反电荷。这些离子之间的距离允许其他离子更靠近在一起，从而出现NaCl对和一对。娜⁺阳离子相互排斥，因为他们是平等的费用，同样会发生相互用氯^-阴离子。

目前正值当数以百万计的Na的时间⁺和Cl ^-离子管理结合起来，团结起来，建立一个结构，是尽可能保持稳定; 一种由离子键控制（上图）。娜⁺阳离子比氯较小^-阴离子，因为它们对外部的电子核的增加有效的核力量。

NaCl的离子键。Rhannosh / CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0）

离子键的特征在于通过建立有序结构，其中离子之间的距离（钠⁺和Cl ^-相比于其它固体在NaCl的情况下）是小的。因此，我们谈到离子晶体结构。

离子键如何形成？

仅当发生电子分布时才发生离子键，从而产生离子电荷。这种键永远不会在中性粒子之间发生。必须一定有阳离子和阴离子。但是它们来自哪里？

离子键图。a）钠具有净负电荷。b）钠将电子释放给氯。钠保留净正电荷，氯保留净负电荷，产生离子键。数百万个Na和Cl原子之间的这种键合产生了物理盐。OpenStax学院/ CC BY（https://creativecommons.org/licenses/by/3.0）

离子产生的途径有很多，但是基本上许多途径都是基于氧化还原反应。大多数无机离子化合物由与非金属元素结合的金属元素组成（元素周期表的p嵌段中的那些）。

金属必须氧化，失去电子，成为阳离子。另一方面，非金属元素被还原，获得这些电子，并成为阴离子。下图说明了由钠和氯原子形成NaCl的这一点：

离子键的形成。资料来源：阿拉伯语维基百科/公共领域的Shafei

中的Na原子捐赠其价电子对的Cl一个当电子的这种分布情况发生时，钠。⁺和Cl ^-的形成的离子，其立即开始和静电相互吸引。

因此有人说，钠⁺和Cl ^-不共享任何对电子，不像有什么预期可能会为一个假想的Na-CL共价键。

离子键性质

离子键是非方向性的，也就是说，它的作用力不在单个方向上出现，而是根据分隔离子的距离在空间中扩散。这个事实很重要，因为这意味着离子被牢固地结合，这解释了离子固体的几种物理性质。

熔点

离子键负责使盐在801ºC的温度下熔化。与各种金属的熔点相比，该温度相当高。

这是因为NaCl必须吸收足够的热量以使其离子开始自由地从其晶体中流出。也就是说，娜之间的景点⁺和Cl ^-必须克服。

沸点

离子化合物的熔点和沸点特别高，这是由于它们的强静电相互作用：离子键。但是，由于该键涉及许多离子，因此这种行为通常归因于分子间力，而不是离子键。

在盐的情况下，一旦NaCl融化，便会得到由相同的初始离子组成的液体。只是现在他们移动得更自由了。离子键仍然存在。中的Na ⁺和Cl ^-离子在液体的表面相交以逸出到气相中产生高表面张力，从而防止离子。

因此，熔融盐必须进一步升高其温度才能沸腾。NaCl的沸点为1465°C。在此温度下，热超过钠之间的景点⁺和Cl ^-在液体中，所以氯化钠蒸气开始形成具有压力等于大气压。

电负性

以前曾说过，离子键是在金属元素和非金属元素之间形成的。简而言之：在金属和非金属之间。对于无机离子化合物，这通常是这样。特别是二元类型的那些，例如NaCl。

为了发生（钠电子的分区⁺氯^- ），而不是共享（钠-CL），必须有在两个原子之间的电负性大的差异。否则，两者之间就不会有离子键。Na和Cl可能彼此靠近，相互作用，但由于Cl的更高的电负性，Cl会立即从Na中“吸收”电子。

但是，这种情况仅适用于二元化合物MX，例如NaCl。对于其他盐或离子化合物，它们的形成过程更加复杂，无法从纯粹的原子或分子角度进行研究。

种类

离子键没有不同类型，因为静电现象是纯粹的物理现象，仅改变离子相互作用的方式或它们拥有的原子数。也就是说，如果它们是单原子或多原子离子。同样，每种元素或化合物都会产生一个特征离子，该离子定义了化合物的性质。

在实施例部分中，我们将深入探讨这一点，并且可以看出，所有化合物中的离子键本质上都是相同的。如果不能满足要求，则可以说离子键具有一定的共价特性，这是许多过渡金属盐的情况，其中阴离子与阳离子配位。例如，的FeCl ₃（铁³⁺ -Cl ^- ）。

离子键的例子

下面将列出几种离子化合物，并突出显示其离子和比例：

-氯化镁

的MgCl ₂，（Mg的²⁺氯^- ），以1：2的比例（镁²⁺：2 Cl ^- ）

-氟化钾

KF，（K ⁺ ˚F ^- ），以1：1的比率（K ⁺：F ^- ）

-硫化钠

Na ₂ S（Na ⁺ S ^2-），以2：1的比例（2Na ⁺：S ^2-）

-氢氧化锂

的LiOH，（栗⁺ OH ^- ），以1：1的比例（栗⁺：OH ^- ）

-氟化钙

的CaF ₂，（CA ²⁺ ˚F ^- ），以1：2的比例（CA ²⁺：2F ^- ）

-碳酸钠

Na ₂ CO ₃（Na ⁺ CO ₃ ^2-）的比例为2：1（2Na ⁺：CO ₃ ^2-）

-碳酸钙

CaCO ₃（Ca ²⁺ CO ₃ ^2-）的比例为1：1（Ca ²⁺：CO ₃ ^2-）

-高锰酸钾

的KMnO ₄，（K ⁺的MnO ₄ ^- ），以1：1的比率（K ⁺：的MnO ₄ ^- ）

- 硫酸铜

的CuSO ₄，（铜²⁺ SO ₄ ^2-），以1：1的比例（铜²⁺：SO ₄ ^2-）

-氢氧化钡

的Ba（OH）₂，（BA ²⁺ OH ^- ），以1：2的比例（BA ²⁺：OH ^- ）

-溴化铝

AlBr ₃，（铝³⁺溴^- ），以1：3比（Al ³⁺：3BR ^- ）

-三氧化二铁

的Fe ₂ Ó ₃，（FE ³⁺ Ò ^2-），以2：3的比例（的2Fe ³⁺：3O ^2-）

-氧化锶

SrO（Sr ²⁺ O ^2-）的比例为1：1（Sr ²⁺：O ^2-）

-氯化银

氯化银，（AG ⁺氯^- ）中，在1：1的比例（AG ⁺值：Cl ^- ）

- 其他

-CH ₃ COONa，（CH ₃ COONa ⁺），以1：1的比例（CH ₃ COO ^- ：钠⁺）

- NH ₄ I，（NH ₄ ⁺我^- ），以1：1的比例（NH ₄ ⁺：我^- ）

这些化合物均具有离子键，其中数以百万计的离子（与其化学式相对应）被静电吸引并形成固体。其离子电荷的强度越大，静电吸引力和排斥力越强。

因此，组成化合物的离子上的电荷越大，离子键就越强。

解决的练习

这里有一些练习将离子键的基本知识付诸实践。

-练习1

以下哪些化合物是离子性的？选项包括：HF，H ₂ O，NaH，H ₂ S，NH ₃和MgO。

根据定义，离子化合物必须具有离子键。其组成元素之间的电负性差异越大，所述键的离子特性越大。

因此，原则上排除不具有金属元素的选项：HF，H ₂ O，H ₂ S和NH ₃。所有这些化合物仅由非金属元素组成。NH ₄ ⁺阳离子是该规则的一个例外，因为它不含任何金属。

其余选项为NaH和MgO，它们分别具有与非金属元素相连的金属Na和Mg。将NaH（钠⁺ ħ ^- ）和MgO（镁²⁺ ö ^2-）是离子化合物。

-练习2

考虑以下假设的化合物：Ag（NH ₄）₂ CO ₃ I.固体中发现的离子是什么，比例是多少？

分解化合物转化为它的离子我们有：银⁺，NH ₄ ⁺，CO ₃ ^2-和我^- 。这些被静电结合以下的比例为1：2：1：1（AG ⁺：2NH ₄ ⁺：CO ₃ ^2-：我^- ）。这意味着，NH的量₄ ⁺阳离子是两倍的Ag ⁺，CO ₃ ^2-和我^-离子。

-练习3

溴化钾是由钾⁺和Br ^-离子，具有电荷的量值。然后，CaS带有Ca ²⁺和S ^2-离子，带双电荷，因此可以认为CaS中的离子键比KBr中的离子键更强。而且Na ₂ SO ₄比Na ₂ SO ₄还要强，因为后者由Na ⁺和SO ₄ ^2-离子组成。

CaS和CuO可能都具有同样强的离子键，因为它们都包含带双电荷的离子。接下来，我们将获得AlPO ₄以及Al ³⁺和PO ₄ ^3-离子。这些离子具有三重电荷，因此AlPO _4中的离子键应比以前所有选项中的离子键都强。

最后，我们有赢家Pb ₃ P ₄，因为如果我们假设它是由离子组成的，它们将变成Pb ⁴⁺和P ^3-。他们的罪名最高。因此，Pb ₃ P ₄是可能具有最强离子键的化合物。

参考文献

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