Іонний зв’язок
Іонний зв'язок - це хімічний зв'язок, утворений за рахунок електростатичного тяжіння між катіонами та аніонами.
Механізм утворення іонного зв'язку можна розглянути на прикладі реакції між натрієм та хлором. Атом лужного металу легко втрачає електрон, а атом галогену - набуває. В результаті цього виникає катіон натрію та хлорид-іон. Вони утворюють з'єднання за рахунок електростатичного тяжіння між ними.
Іонні сполуки виникають між елементами І та ІІ груп з елементами головних підгруп VI та VII груп. Типові метали мають на зовнішньому енергетичному рівні не більше 3-х електронів, які вони віддають, перетворюючись на позитивно заряджені катіони, а типові неметали, що мають 6–7 електронів на зовнішньому валентному рівні, приймають недостатні електрони, перетворюючись на негативно заряджені катіони. , тобто електронні оболонки елементів, що з'єднуються, перетворюються на електронну оболонку (завершений рівень) шляхетних газів. Речовини з іонним зв'язком мають кристалічну решітку, тверді, є електролітами, з високими температурами кипіння та плавлення, при розчиненні у воді або плавленні виявляють властивості сильних електролітів.Іонний зв'язок характеризується неспрямованістю та ненасиченістю. Речовини з іонним зв'язком мають іонну кристалічну решітку. Неспрямованість іонного зв'язку (на відміну від ковалентного зв'язку) - одна з найважливіших її властивостей. Це означає, кожен іон може притягувати себе іони протилежного знака в будь-якому напрямку. Ненасичуваність іонного зв'язку випливає з того, що кожен заряд може притягувати будь-яку кількість протилежних зарядів (очевидно, що зі збільшенням відстані міжзарядами сила тяжіння між ними слабшає). Цей зв'язок дуже сильний і його дуже важко розірвати фізичним шляхом (наприклад, плавленням) саме тому іонні сполуки мають високу температуру плавлення. іонні сполуки розчиняються в полярних розчинниках таких як вода, наприклад, а розчиняються вони тому, що полярні молекули води "захоплюють" і утримують катіони і аніони
де q + і q - заряди взаємодіючих іонів, r - відстань між ними, - діелектрична проникність середовища.
Оскільки один із зарядів негативний, то значення енергії також буде негативним.
Відповідно до закону Кулона, на нескінченно малих відстанях енергія тяжіння має стати нескінченно великою. Проте цього немає, оскільки іони є точковими зарядами. При зближенні іонів з-поміж них виникають сили відштовхування, зумовлені взаємодією електронних хмар. Енергія відштовхування іонів описується рівнянням Борна:
де - деяка константа, n може приймати значення від 5 до 12 (залежить від розміру іонів). Загальна енергія визначається сумою енергій тяжіння та відштовхування: