Ioonilised ained

  • Kuidas tekivad ioonid?
  • Kuidas nimetatakse ioonilisi aineid?
  • Milleks kasutame igapäevaselt naatriumkloriidi?
Seotud sisu
Muud tegevused

Ioonid meie taskus ja garaažis

Nutitelefonidest ja tahvelarvutitest on saanud tänapäeval väga olulised töö­vahendid, neid on võimalik pea kõikjale kaasa võtta. Kaasas­kantava tehnoloogia, aga ka üha enam populaarsust koguvate elektri­autode kasutamise teevad võimalikuks ioone ja ioonilisi ühendeid sisaldavad akud. Ühed sellised on näiteks liitium­ioonakud.

Korduvalt täis- ja tühjakslaetavad liitiumioonakud on väga levinud elektriautode energiaallikad
Seotud sisu
Muud tegevused

Iooniliste ainete tekkimine

Ioonilised ained moodustuvad kergesti reageerivate metallide (IA ja IIA rühma metallide) ja mitte­metallide (VIA ja VIIA rühma mitte­metallide) vahel. Metalli aatomid loovutavad ja mitte­metalli aatomid liidavad elektrone, moodustades vastavalt katioone ja anioone.

Näiteks naatriumi (Na) aatomid loovutavad väga lihtsalt välise elektron­kihi elektroni, kuid kloori (Cl) aatomid vajavad ühte elektroni välisesse elektron­kihti juurde. Moodustunud naatriumi katioonid ja kloori anioonid tõmbuvad üksteise poole ning nii tekib iooniline aine NaCl. NaCl on keedu­sool, mida me iga päev vajame ja toidust omastame. NaCl ja teised ioonilised ained on kristallilised ained, milles ioonid on korrapäraselt asetunud.

Ioonilised ained tekivad erinevate omadustega elementide aatomitest

Ioonilised ained koosnevad ioonidest.

Erinimelise laenguga naatriumi katioon ja kloori anioon tõmbuvad
Keedusoola kristalli mudel. Keedusool koosneb naatriumi ja kloori ioonidest
Keedusoola kristall elektronmikroskoobis

Mõtle

  • Kuidas püsib koos iooniline aine, nt keedusool?

Iooniline aine tekib, kui omavahel tõmbuvad...

  • negatiivselt laetud metalli katioon ja positiivselt laetud mittemetalli anioon.
  • positiivselt laetud mittemetalli katioon ja negatiivselt laetud metalli anioon.
  • positiivselt laetud metalli katioon ja negatiivselt laetud mittemetalli anioon.
  • negatiivselt laetud mittemetalli katioon ja positiivselt laetud metalli anioon.
Seotud sisu
Muud tegevused

Lisalugemine

Keedusoola ehk naatriumkloriidi (NaCl) kasutatakse toidu maitsestamiseks ja säilitamiseks. Naatrium­kloriid esineb ioonideks jagunenult ka meie keha­vedelikes ja täidab organismis mitme­suguseid ülesandeid. Muu hulgas reguleerivad naatriumi ioonid närvi­signaale. Näiteks end kogemata triik­rauaga kõrvetades tunneme valu, millele reageerime väga kiiresti seetõttu, et naatriumi ioonid liiguvad närvi­rakkudesse. Seega peame toidust vajalikul määral naatriumi ioone omastama. Siiski ei tohi soola tarbimisega liialdada, piisab mõnest grammist päevas.

Seotud sisu
Muud tegevused

Ioonide laeng

Aatomid liidavad ja loovutavad keemilistes reaktsioonides elektrone, et välises elektronkihis oleks elektronoktett ja aatomid saavutaksid püsiva oleku. Metalliliste elementide aatomite välis­kihis on elektrone vähe, mistõttu neid on lihtne loovutada ja tekib ioon. Endine välis­kiht jääb tühjaks ja uueks välis­kihiks muutub eelviimane elektron­kiht.

Leelismetallide (IA rühm) aatomid loovutavad ühe elektroni ja tekkiva iooni laeng on +1. Ioonide laeng märgitakse vastava elemendi aatomi tähise järele väikese numbriga, kusjuures laengu märk kirjutatakse numbri järele. Arvu 1 ei kirjutata. Näiteks naatriumi iooni tähis on Na+. 

IIA rühma metallide ehk leelismuld­metallide aatomid loovutavad oma väliskihi kaks elektroni ja tekkiva iooni laeng on seega +2. Näiteks kaltsiumi iooni tähistatakse Ca2+.

Kaltsiumi aatom Ca (vasakul) ja kaltsiumi ioon Ca2+ (paremal). Mitu elektroni on kaltsiumi katiooni väliskihis?

Mittemetallidel on kergem 1–2 elektroni juurde võtta kui 6–7 elektroni välis­kihist loovutada. Seetõttu liidavad näiteks hapnik ja väävel kaks elektroni ning nende ioonid on laenguga –2. VIIA rühma elementide, näiteks kloori ja broomi aatomid võtavad juurde ühe elektroni ja nende ioonide laeng on –1. Hapniku aniooni tähistatakse O2– ja kloori aniooni Cl–.

Hapniku aatom O (vasakul) ja hapniku ioon O2– (paremal). Mitu elektroni on hapniku aniooni väliskihis?
Ioone leidub kõikjal: telefoniakud sisaldavad Li+-ioone, lihaste kokkutõmbumiseks on vajalikud Ca2+-, Na+- ja K+-ioonid, metalli­tööstuses kasutatakse raud­sulfiidi, mis sisaldab S2- ioone jne

Leelismetallid ja leelismuldmetallid  elektrone keemilistes reaktsioonides. Kuna elektroni laeng on negatiivne, siis on tekkiv ioon laenguga. liidavad elektrone keemilistes reaktsioonides. Seetõttu on tekkiv ioon  laenguga.

Seotud sisu
Muud tegevused

Iooniliste ainete valemid

Nagu teemandi valem on lihtsustatult C, nii on ka iooniliste ainete valemid lihtsustatud. koosnevad väga paljudest ioonidest, mida valemis oleks keeruline märkida, seetõttu kirjutatakse ioonilise aine valemis ainult katioonide ja anioonide suhe. Ioonilised ained on tervikuna laenguta.

Kuna Na iooni laeng on +1 ja Cl iooni laeng –1, on positiivse laenguga iooni kohta üks negatiivse laenguga ioon ning keedusoola valem on NaCl.
Kaltsiumi ja fluori ioonidest moodustunud kristallis on iga Ca2+ kohta kaks F–, et kristall oleks neutraalne, ning aine valem on CaF2
Kaltsiumfluoriidi kristall
Kaltsiumfluoriidi ehk CaF2 kristalli mudel
  • CaS
  • Na2S
  • CaCl2
  • Ca2+ ja S2–
  • Na+ ja S2–
  • Ca2+ ja Cl–
Seotud sisu
Muud tegevused

Lihtsamate iooniliste ainete nimetamine

Ioonilise aine nimetus pannakse kokku seda moodustavate elementide nimetustest. Esmalt kirjutatakse metallilise elemendi nimetus muutmata kujul ja seejärel mitte­metallilise elemendi ladinakeelne nimetus, mille lõppu on lisatud liide -iid. Oluline on teada, et hapniku korral kasutatakse ladina keelest tulenevat nimetust oksiid ning väävli puhul nimetust sulfiid.

Valem

Nimetus

NaCl

naatriumkloriid

KI

kaaliumjodiid

CaF2

kaltsiumfluoriid

CaO

kaltsiumoksiid

BaS

baariumsulfiid
  1. Na2S     
  2. CaCl2    
  3. AlI3       
Seotud sisu
Muud tegevused

Ma tean, et ...

  • Kui aatom liidab või loovutab elektroni(d), moodustub sellest ioon.
  • Ioonilised ained koosnevad ioonidest.
  • Ioonilise aine valem on lihtsustatud, see kirjeldab katioonide ja anioonide suhet aines.
Seotud sisu
Muud tegevused

Küsimused

  1. Kuidas püsib koos iooniline aine, nt keedusool?
  2. Naatriumi ioonil on üks elektronkiht vähem kui naatriumi aatomil. Kas kloori ioonil on üks elektronkiht rohkem või vähem kui kloori aatomil?
  3. Miks kasutatakse ioonilise aine valemit lihtsustatud kujul?
Seotud sisu
Muud tegevused