3.2 พันธะไอออนิก

   พันธะไอออนิก ( Ionic bond ) หมายถึง แรงยึดเหนี่ยวที่เกิดในสารประกอบที่เกิดขึ้นระหว่าง 2 อะตอมอะตอมที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตีต่างกันมาก อะตอมที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตีน้อยจะให้อิเล็กตรอนแก่อะตอมที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตีมาก และทำให้อิเล็กตรอนที่อยู่รอบๆ อะตอมครบ 8 ( octat rule ) กลายเป็นไอออนบวก และไอออนลบตามลำดับ เกิดแรงดึงดูดทางไฟฟ้าระหว่างไอออนบวกและไอออนลบ และเกิดเป็นโมเลกุลขึ้น เช่น การเกิดสารประกอบ NaCl

สมบัติของสารประกอบไอออนิก

1.มีขั้ว เพราะสารประกอบไอออนิกไม่ได้เกิดขึ้นเป็นโมเลกุลเดี่ยว แต่จะเป็นของแข็งซึ่งประกอบด้วยไอออนจำนวนมาก ซึ่งยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงยึดเหนี่ยวทางไฟฟ้า

2.ไม่นำไฟฟ้าเมื่ออยู่ในสภาพของแข็ง แต่จะนำไฟฟ้าได้เมื่อใส่สารประกอบไอออนิกลงในน้ำ ไอออนจะแยกออกจากกัน ทำให้สารละลายนำไฟฟ้าในทำนองเดียวกันสารประกอบที่หลอมเหลวจะนำไฟฟ้าได้ด้วยเนื่องจากเมื่อหลอมเหลวไอออนจะเป็นอิสระจากกัน เกิดการไหลเวียนอิเลคตรอนทำให้อิเลคตรอนเคลื่อนที่จึงเกิดการนำไฟฟ้า

3.  มีจุหลอมเหลวและจุดเดือดสูง      ความร้อนในการทำลายแรงดึงดูดระหว่างไอออนให้กลายเป็นของเหลวต้องใช้พลังงานสูง

4. สารประกอบไอออนิกทำให้เกิดปฏิกิริยาไอออนิก คือ ปฏิกิริยาระหว่างไอออนกับไอออน ทั้งนี้เพราะสารไอออนิกจะเป็นไอออนอิสระในสารละลาย ปฏิกิริยาจึงเกิดทันที

5.สมบัติไม่แสดงทิศทางของพันธะไอออนิก สารประกอบไอออนิกเกิดจากไอออนที่มีประจุตรงกันข้ามรอบ ๆ ไอออนแต่ละไอออนจะมีสนามไฟฟ้าซึ่งไม่มีทิศทาง จึงทำให้เกิดสมบัติไม่แสดงทิศทางของพันธะไอออนิก

6. เป็นผลึกแข็ง แต่เปราะและแตกง่าย

การอ่านชื่อสารประกอบไอออนิก

กรณีเป็นสารประกอบธาตุคู่ ให้อ่านชื่อธาตุที่เป็นประจุบวก แล้วตามด้วยธาตุประจุลบ โดยลงท้ายเสียงพยางค์ท้ายเป็น “ไอด์” (ide)            

  เช่น NaCl อ่านว่า โซเดียมคลอไรด์

กรณีเป็นสารประกอบธาตุมากกว่าสองชนิด ให้อ่านชื่อธาตุที่เป็นประจุบวก แล้วตามด้วยกลุ่มธาตุที่เป็นประจุลบได้เลย                           

   เช่น CaCO3 อ่านว่า แคลเซียมคาร์บอเนต

กรณีเป็นสารประกอบธาตุโลหะทรานซิชัน ให้อ่านชื่อธาตุที่เป็นประจุบวกและจำนวนเลขออกซิเดชันหรือค่าประจุของธาตุเสียก่อน โดยวงเล็บเป็นเลขโรมัน แล้วจึงตามด้วยธาตุประจุลบ เช่น FeCl2 อ่านว่า ไอรอน(II)คลอไรด์

พลังงานกับการเกิดสารประกอบไอออนิก

ในการเกิดสารประกอบไอออนิก จะมีการเปลี่ยนแปลงหลายขั้นตอนย่อย ๆ และแต่ละขั้นตอนย่อยจะมีการเปลี่ยนแปลงพลังงาน เช่น

การเกิดโซเดียมคลอไรด์จากโลหะ Na กับก๊าซ Cl2

Na (s) +1/2 Cl2(g)------> NaCl (s)

การเกิด NaCl มีขั้นตอนต่าง ๆ และพลังงานเกี่ยวข้องดังนี้

ขั้นที่ 1 (DH1= พลังงานการระเหิด)

Na (s) -----------> Na (g) DH1= +109 kJ/mol

ขั้นที่ 2 (DH2= พลังงานสลายพันธะ)

1/2 Cl2(g) -------------> Cl (g) DH2= +121 kJ/mol

ขั้นที่ 3 (DH3= พลังงานไอออไนเซชัน)

Na (g) ---------------> Na+(g) + e-DH3= +494 kJ/mol

ขั้นที่ 4 (DH4= พลังงานสัมพรรคภาพอิเล็กตรอน)

Cl2(g) + e---------------> Cl-(g) DH4= -347 kJ/mol

ขั้นที่ 5 (DH5= พลังงานแลตทิช)

Na+(g) + Cl-(g)------------> NaCl (s) DH5= -787 kJ/mol

เมื่อรวมขั้นที่ 1 ถึง 5 เข้าด้วยกันจะได้

Na (s) + 1/2 Cl2(g)-----------------> NaCl (s) DH = -410 kJ/mol

แสดงว่าการเกิด NaCl เป็นการเปลี่ยนแปลงแบบคายพลังงานเขียนแผนภาพ แสดงขั้นตอนการเปลี่ยนแปลงพลังงานต่าง ๆ ในการเกิดสารประกอบไอออนิกได้ดังนี้

เรียกแผนภาพดังกล่าวว่าBonr - Haber cycle

ในการเกิดสารประกอบไอออนิกจากโลหะและอโลหะนั้น จะมีพลังงานเกี่ยวข้อง 2 แบบ คือ ขั้นที่ 1 , 2 , 3 เป็นแบบดูดพลังงาน ส่วนขั้นตอนที่ 4 และ 5 เป็นแบบคายพลังงาน ดังนั้น

พลังงานในการเกิด NaCl (DH) = DH1+ DH2+ DH3+DH4+ DH5

= (+109) + (+121) + (+494) + (-347) + (-787)

= -410 kJ/mol

การเกิดสารประกอบไอออนิกจากโลหะกับอโลหะนั้นโดยทั่วไปมีพลังงานเปลี่ยนแปลง 2 แบบคือการเกิดสารประกอบไอออนิกแบบคายพลังงาน จะมีพลังงานในขั้น 1 , 2 , 3 (DH1, DH2และ DH3) ที่ดูดเข้าไปทั้งหมดน้อยกว่า พลังงานที่คายออกมาจากขั้นที่ 4 และ 5 (DH4และ DH5) และ

* การเกิดสารประกอบไอออนิกแบบดูดพลังงาน จะมีพลังงานในขั้น 1 , 2 , 3 (DH1, DH2และ DH3) ที่ดูดเข้าไปทั้งหมดมากกว่า พลังงานที่คายออกมาจากขั้นที่ 4 และ 5 (DH4และ DH5)

ส่วนมากการเกิดสารประกอบไอออนิกมักจะเป็นแบบคายพลังงาน โดยเฉพาะการเกิดสารประกอบไอออนิกของธาตุหมู่ 7A

 ที่มา : http://pantachemi.weebly.com/