Решебник по химии 8 класс Габриелян §34

Ионная химическая связь

Стр. 150

Вопрос

Атомы элементов-металлов легко отдают электроны с внешнего энергетического уровня, превращаясь при этом в положительные ионы. Атомы элементов-неметаллов принимают недостающие электроны до завершения внешнего энергетического уровня, превращаясь при этом в отрицательные ионы. Каков же результат таких процессов?

Результатом этих процессов является образование ионной связи и образование ионных соединений. Когда атом металла отдаёт электроны, он становится положительно заряженным катионом, а атом неметалла, принимая электроны, превращается в отрицательно заряженный анион. Эти разноимённо заряженные ионы притягиваются друг к другу, образуя ионную связь.

Примером такого процесса является реакция натрия с хлором:

(Na → Na⁺ + e⁻)

(Cl + e⁻ → Cl⁻)

(Na⁺ + Cl⁻ → NaCl)

Таким образом, результатом взаимодействия металлов и неметаллов через обмен электронами является образование твёрдых ионных соединений (солей, оксидов, гидроксидов), которые имеют кристаллическую решётку и обладают высокой прочностью.

Стр. 152

Проверьте свои знания

1. Что такое ионы? Как они образуются?

Ионы — это заряженные частицы, образующиеся в результате потери или присоединения электронов атомами или молекулами. Ионы бывают положительно заряженные (катионы), которые образуются при отдаче электронов, и отрицательно заряженные (анионы), которые образуются при присоединении электронов.

Ионы образуются в результате:

• Ионизации атомов — элементы с малым числом электронов на внешнем уровне (металлы) отдают их, становясь катионами, а элементы с почти заполненной оболочкой (неметаллы) принимают электроны, становясь анионами.

• Диссоциации соединений — например, соли в растворах распадаются на ионы.

• Окислительно-восстановительных реакций, где один элемент отдаёт электроны, а другой принимает.

Пример

(A) Натрий (Na) теряет электрон и становится катионом:

(Na → Na⁺ + e⁻)

(B) Хлор (Cl) принимает электрон и становится анионом:

(Cl + e⁻ → Cl⁻)

2. Найдите схемы ионных превращений а) атомом кальция и ионом кальция; б) атомом кислорода и ионом кислорода.

а) Ионное превращение кальция:

Атом кальция (Ca) имеет два валентных электрона, которые он отдаёт, превращаясь в катион:

(Ca → Ca²⁺ + 2e⁻)

б) Ионное превращение кислорода:

Атом кислорода (O) имеет шесть валентных электронов и стремится принять два электрона, превращаясь в анион:

(O + 2e⁻ → O²⁻)

Эти превращения лежат в основе образования ионных соединений, таких как оксид кальция (CaO) или хлорид кальция (CaCl₂), где катионы и анионы притягиваются за счёт электростатического взаимодействия.

Стр. 152

Примените свои знания

3. Составьте схему образования ионной связи между литием и элементами-неметаллами:

а) фтором;

б) кислородом.

а) Литий (Li) имеет 1 электрон на внешнем энергетическом уровне, который он легко отдаёт, превращаясь в катион (Li⁺). Фтор (F) имеет 7 электронов на внешнем уровне и стремится принять 1 электрон, становясь анионом (F⁻).

(Li → Li⁺ + e⁻)

(F + e⁻ → F⁻)

(Li⁺ + F⁻ → LiF)

б) Кислород (O) имеет 6 электронов на внешнем уровне и стремится принять 2 электрона, а литий может отдать только 1 электрон. Поэтому для образования стабильного соединения потребуется два атома лития:

(2Li → 2Li⁺ + 2e⁻)

(O + 2e⁻ → O²⁻)

(2Li⁺ + O²⁻ → Li₂O)

4. Составьте схему образования ионной связи между фтором и элементами-металлами:

а) калием;

б) кальцием.

а) Калий (K) имеет 1 электрон на внешнем уровне и легко отдаёт его, превращаясь в катион (K⁺). Фтор (F) принимает 1 электрон, превращаясь в анион (F⁻).

(K → K⁺ + e⁻)

(F + e⁻ → F⁻)

(K⁺ + F⁻ → KF)

б) Кальций (Ca) имеет 2 электрона на внешнем уровне и отдаёт их, превращаясь в катион (Ca²⁺). Два атома фтора принимают по одному электрону каждый, превращаясь в два аниона (F⁻).

(Ca → Ca²⁺ + 2e⁻)

(2F + 2e⁻ → 2F⁻)

(Ca²⁺ + 2F⁻ → CaF₂)

5. Найдите отношение числа положительных ионов к числу отрицательных в соединениях:

а) хлорид натрия NaCl;

б) хлорид кальция CaCl₂;

в) фторид алюминия AlF₃.

а) В NaCl 1 катион Na⁺ и 1 анион Cl⁻, отношение 1:1.

б) В CaCl₂ 1 катион Ca²⁺ и 2 аниона Cl⁻, отношение 1:2.

в) В AlF₃ 1 катион Al³⁺ и 3 аниона F⁻, отношение 1:3.

Стр. 152

Используйте дополнительную информацию

6. Предложите свой вариант графического отображения образования химической связи в соединении, имеющем формулу BaCl₂.

В соединении BaCl₂ (хлорид бария) присутствует ионная связь, так как барий (Ba) — металл II группы, а хлор (Cl) — неметалл VII группы. Барий имеет два валентных электрона и легко их отдаёт, превращаясь в катион (Ba²⁺). Хлор, имея 7 электронов на внешнем уровне, стремится принять 1 электрон, поэтому два атома хлора забирают по одному электрону и превращаются в два аниона (Cl⁻).

Записываем электронные конфигурации:

Барий: (Ba → Ba²⁺ + 2e⁻)

Хлор: (2Cl + 2e⁻ → 2Cl⁻)

Обозначаем процесс передачи электронов:

(Ba) → Ba²⁺ + 2e⁻

(Cl + e⁻ → Cl⁻) (×2)

Финальная схема ионного соединения:

(Ba²⁺ + 2Cl⁻ → BaCl₂)

В графическом изображении можно представить барий как центральный катион Ba²⁺, а два аниона Cl⁻, соединённые с ним электростатическими линиями притяжения, показывая тем самым ионную связь в кристаллической решётке BaCl₂.