В наши дни невозможно представить себе работу без помощи планшета и ноутбука, ведь эти инструменты можно взять с собой куда угодно. Аккумуляторы, содержащие ионные вещества, являются основополагающим компонентом всех портативных устройств, а также набирающих популярность электромобилей. Хорошим примером здесь служат литий-ионные аккумуляторы.
Образование ионных веществ
Ионные вещества образуются при взаимодействии реакционноспособных металлов (металлы групп IA и IIA) с неметаллами (неметаллы групп VIA и VIIA). Атомы металла теряют, а атомы неметалла принимают электроны, образуя соответственно катионы и анионы.
Ионные вещества состоят из ионов.
Например: атомы натрия с лёгкостью теряют электроны из внешнего слоя, а атомы хлора способны легко принимать один недостающий электрон во внешний электронный слой. Катионы натрия и анионы хлора притягиваются друг к другу, образуя ионное вещество NaCl. NaCl – та самая поваренная соль, необходимая нам каждый день и усваиваемая с пищей. NaCl и другие ионные вещества являются кристаллическими веществами, в которых ионы расположены в строгом порядке.
Подумай!
- За счёт чего частицы ионного вещества (например, поваренной соли) удерживаются вместе?
Дополнительный материал
Поваренная соль или хлорид натрия (NaCl) широко применяется в качестве приправы и консерванта. В виде отдельных ионов хлорид натрия входит в состав тканевой жидкости в теле человека и выполняет различные функции в организме. В частности, регуляция нервных сигналов происходит за счёт ионов натрия. Например, обжёгшись об утюг мы испытываем боль и быстро реагируем благодаря тому, что используемые для передачи болевого сигнала ионы натрия начинают движение из межклеточного пространства в нервную клетку. По этой причине необходимо получать достаточное количество натрия с пищей. Тем не менее, злоупотреблять солью тоже не стоит. Для нормального функционирования организма достаточно нескольких граммов в день.
Заряд ионов
В ходе химической реакции атомы присоединяют или теряют электроны так, чтобы внешний электронный слой приобрёл конфигурацию электронного октета, а сами атомы – стабильное состояние. Рассмотрим атомы металлического элемента. В их внешних электронных слоях электронов мало, поэтому атомы легко их отдают. Образуются ионы. Прежний внешний электронный слой при этом становится пустым, и новым внешним слоем становится предвнешний слой, в котором находится 8 электронов (или 2 электрона, если внешним слоем стал первый электронный слой).
Когда атом щелочного металла (группа IA) теряет один электрон, образуется ион с зарядом +1. Заряд иона записывается рядом с символом элемента в верхнем индексе, при этом знак иона записывается вслед за цифрой. Число 1 при этом опускается. Поэтому ион натрия обозначается символом Na+. Атомы металлов группы IIA (или щёлочноземельных металлов) теряют два электрона внешнего слоя, то есть образуются ионы с зарядом +2. Так, ион кальция обозначается как Ca2+.
Неметаллам легче принять 1-2 электрона, чем потерять 6-7 электронов внешнего электронного слоя. По этой причине кислород и сера способны принять два электрона во внешний слой, образуя ионы с зарядом –2. Атомы элементов группы VIIA, например хлора и брома, легко принимают по одному электрону, образуя ионы с зарядом –1. Анион кислорода имеет обозначение О2–, анион хлора – Cl–.
В ходе химических реакций атомы щелочных и щёлочноземельных металлов электроны, и образуются ионы с зарядом, или
В ходе химических реакций атомы неметаллов электроны, и образуются ионы с зарядом, или
Формулы ионных веществ
Как и в случае алмаза, формула которого просто С, формулы ионных веществ тоже упрощены. Ионные вещества состоят из множества ионов, и это было бы неудобно отражать в формуле. Поэтому в формуле ионного вещества записывается только соотношение числа катионов к числу анионов. В целом, ионные вещества не имеют заряда.
Подумай!
- Почему используется упрощенная формула ионного вещества?
Названия простейших ионных веществ
Название ионного вещества составляется из названий входящих в его состав элементов. Сначала записывается название неметаллического элемента, к которому прибавляется суффикс -ид, а затем название металлического элемента в родительном падеже. Важно знать, что в случае кислорода используется латинское обозначение оксид и в случае серы – сульфид.
Формула | Название |
NaCl | Хлорид натрия |
KI | Иодид калия |
CaF2 | Фторид кальция |
CaO | Оксид кальция |
BaS | Сульфид бария |
При вписывании символа иона не забудь переключить шрифт на клавиатуре с русского на латинский.
Формула катиона | Формула аниона | Название элемента, соответствущего аниону | |
Фторид кальция | Ca2+ | F– | фтор |
Бромид лития | |||
Хлорид натрия | |||
Иодид калия | |||
Сульфид бария |
Я знаю, что ...
- Если атом теряет или присоединяет один или несколько электронов, из него образуется ион.
- Ионные вещества – твёрдые кристаллические вещества, состоящие из ионов.
- Формула ионного вещества намеренно упрощена и показывает соотношение катионов и анионов в веществе.
