جدول المحتويات
تكوين المركبات الأيونية
تتكون المركبات الأيونية من خلال التفاعل بين الأيونات الموجبة والسالبة، حيث تتبادل العناصر الإلكترونات لتشكيل روابط أيونية قوية. هذا التجاذب بين الأيونات يؤدي إلى تكوين مواد بلورية صلبة تتميز بدرجات انصهار عالية. تتشكل الرابطة الأيونية عندما يكون هناك فرق كبير في الكهروسلبية بين الذرات المتفاعلة، مما يجعلها مختلفة عن الرابطة التساهمية.
تتألف صيغ المركبات الأيونية من جزأين: الكاتيون (الأيون الموجب) والأنيون (الأيون السالب). يجب أن تكون الشحنة الكلية للمركب الأيوني صفراً لتحقيق الاستقرار الكهربائي للجزيء.
عمومًا، تتشكل المركبات الأيونية عندما تتفاعل العناصر الفلزية مع العناصر اللافلزية. تفقد الفلزات إلكتروناتها للوصول إلى التوزيع الإلكتروني الثماني المستقر في غلافها الخارجي، بينما تكتسب اللافلزات هذه الإلكترونات لتحقيق نفس الهدف.
يمكن وصف العملية بأنها انتقال للإلكترونات بين الكاتيون والأنيون، مما يؤدي إلى تكوين الرابطة الأيونية. غالبًا ما يحدث هذا التفاعل بين الفلزات القادرة على فقد الإلكترونات واللافلزات القادرة على اكتسابها.
كيفية إطلاق الأسماء على المركبات الأيونية
تعتمد تسمية المركبات الأيونية على مجموعة من القواعد المحددة. فيما يلي الخطوات الأساسية لتسمية هذه المركبات:
- يتم كتابة اسم الكاتيون أولاً، يليه اسم الأنيون.
- إذا احتوت وحدة الصيغة على أكثر من أيون متعدد الذرات من نفس النوع، يوضع الأيون بين قوسين ويكتب رمزه السفلي خارج الأقواس.
- إذا كان الكاتيون يمثل أيون فلزي بشحنة موجبة ثابتة، يكتب اسمه كما هو دون تغيير. على سبيل المثال، (+Na) يسمى أيون الصوديوم.
- أما إذا كان الكاتيون يمثل أيون فلزي بشحنة متغيرة، فيشار إلى شحنته باستخدام الأرقام الرومانية بين قوسين بعد اسم الكاتيون. مثال: أيون الحديد (+Fe3) يسمى الحديد (III).
- يجب تجنب استخدام البادئات اليونانية للإشارة إلى عدد الذرات أو الأيونات متعددة الذرات. على سبيل المثال، يسمى مركب Ca(NO3)2 نترات الكالسيوم وليس ثنائي نترات الكالسيوم.
باختصار، يجب كتابة الكاتيون أولاً ثم الأنيون. يجب مراعاة نوع شحنة الكاتيون، فإذا كانت موجبة ثابتة يكتب الاسم كما هو، وإذا كانت متغيرة يتم تحديدها بالأرقام الرومانية. بالنسبة للأنيون، إذا كان أحادي الذرة، تضاف اللاحقة “يد” إلى الاسم.
السمات المميزة للمركبات الأيونية
تمتلك المركبات الأيونية عددًا من الخصائص المميزة التي تميزها عن غيرها من المركبات الكيميائية:
ارتفاع درجة حرارة الانصهار والغليان
تتطلب المركبات الأيونية درجات حرارة عالية للتغلب على قوى التجاذب القوية بين الأيونات الموجبة والسالبة المكونة لها. هذه القوى تجعل من الصعب كسر الروابط الأيونية وإذابة أو غليان المركب.
تشكيل البلورات
بدلاً من تكوين مواد صلبة غير متبلورة، تشكل المركبات الأيونية شبكات بلورية. على المستوى الذري، تتميز البلورات الأيونية ببنية منتظمة تتناوب فيها الكاتيونات والأنيونات لتكوين هيكل ثلاثي الأبعاد. تعتمد هذه البنية على الأيونات الصغيرة لملء الفراغات بين الأيونات الأكبر حجمًا.
طبيعة البلورات: الصلابة والهشاشة
تتميز البلورات الأيونية بالصلابة بسبب قوى الجذب القوية بين الأيونات ذات الشحنات المختلفة. ومع ذلك، فإنها أيضًا هشة. عند الضغط على البلورة، تقترب الأيونات ذات الشحنات المتشابهة من بعضها البعض، مما يؤدي إلى التنافر الإلكتروستاتيكي الذي يسبب انقسام البلورة.
توصيل التيار الكهربائي في المحاليل والمصاهير
عندما تذوب المركبات الأيونية في الماء، تتحرر أيوناتها وتصبح قادرة على الحركة بحرية، مما يسمح لها بتوصيل الشحنات الكهربائية في المحلول. وبالمثل، تكون المركبات الأيونية المنصهرة موصلة للتيار الكهربائي.
عوازل في الحالة الصلبة
في الحالة الصلبة، تكون المركبات الأيونية عوازل جيدة للكهرباء لأن الأيونات تكون مرتبطة بقوة ولا تستطيع الحركة بحرية.
الحرارة الكامنة للانصهار والتبخير
تمتلك المركبات الأيونية حرارة كامنة للانصهار والتبخير أعلى بكثير (حوالي 10 إلى 100 مرة) من المركبات الجزيئية.
باختصار، تتميز المركبات الأيونية بدرجات انصهار وغليان عالية، وقدرتها على تكوين البلورات. وتعتبر موصلة للتيار الكهربائي في المحاليل والمصاهير، بينما تكون عازلة في الحالة الصلبة.
أمثلة شائعة للمركبات الأيونية
توجد المركبات الأيونية في العديد من المواد التي نستخدمها يوميًا. بعض الأمثلة البارزة تشمل:
- ملح الطعام (كلوريد الصوديوم NaCl)
- يوديد البوتاسيوم (KI)
- فلوريد الصوديوم (NaF) المستخدم في معجون الأسنان
- صودا الخبز (بيكربونات الصوديوم NaHCO3)
- صودا الغسيل (كربونات الصوديوم ديكاهيدراتي Na2CO3)
- المبيض (هيبوكلوريت الصوديوم NaClO)
- المادة الحافظة (بنزوات الصوديوم C6H5COONa)
- كلوريد الكالسيوم (CaCl2)
- كبريتات الصوديوم (NaSO4)
- فوسفات الأمونيوم (NH4)3PO4
هذه المركبات الأيونية تجد استخدامات واسعة في حياتنا اليومية وفي مختلف الصناعات.
المراجع
- Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (2/1/2021), “Formulas of Ionic Compounds”, thoughtco.
- “Naming Ionic Compounds”, lumenlearning.
- “Ionic Compounds”, byjus.
- “Rules for Naming Ionic Compounds Containing Polyatomic Ions”, chem.purdue.
- Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (2/3/2021), “Ionic Compound Properties, Explained”, thoughtco.
- “9 Ionic Bond Examples in Daily Life”, studiousguy.
- “Steps to Naming Ionic and Covalent Compounds”, owlcation, 1/10/2016.
