Защо съединенията на метали и неметали се състоят от йони?

Йонните молекули се състоят от множество атоми, които имат електронно число, различно от това в основното им състояние. Когато метален атом се свързва с неметален атом, металният атом обикновено губи електрон към неметалния атом. Това се нарича йонна връзка. Това, че това се случва със съединения на метали и неметали, е резултат от две периодични свойства: йонизационна енергия и електронен афинитет.

Металите от периодичната таблица включват всички елементи в групи от една до три, с изключение на водорода, както и някои други елементи от долната дясна област на таблицата. Неметалите, от друга страна, включват всички елементи от групи седем и осем, както и някои други елементи от групи четири, пет и шест.

Енергията на йонизация на даден елемент описва количеството енергия, което е необходимо, за да накара атомът да загуби електрон. Металите са склонни да имат ниски енергии на йонизация. Това означава, че те са "готови" да се отърват от електрон при химическа реакция. Много неметали, от друга страна, имат висока йонизационна енергия, което означава, че те са по-малко склонни да загубят електрон в реакция.

Електронният афинитет е промяната в енергията, когато неутрален атом на елемент придобие електрон. Някои атоми са по-склонни да получават електрони от други. Металите имат малък електронен афинитет и следователно не приемат доброволно електрони. Много неметали, от друга страна, имат голям афинитет към електроните; те освобождават по-голямо количество енергия при приемане на електрони. Това означава, че неметалите са много по-склонни да приемат електрони, отколкото металите. Това съответства на техните позиции в периодичната таблица. Реактивните неметали са близки до група осем елемента, които имат пълни най-външни електронни обвивки. Груповите осем елемента са много стабилни. Следователно, неметалът, който е на един или два електрона от пълната електронна обвивка, ще бъде нетърпелив да спечели тези електрони и да достигне стабилно състояние.

Понятията за йонизационна енергия и електронен афинитет се комбинират в трета периодична тенденция, наречена електроотрицателност. Разликите в електронегативността между елементите описват типа връзки между атомите. Ако разликите в електроотрицателността са много малки, връзките са ковалентни. Ако разликите в електроотрицателността са големи, връзките са йонни. Разликите в електроотрицателността между металите и повечето неметали са големи. Следователно връзките имат йонен характер. Това има смисъл по отношение на йонизационната енергия и афинитета на електроните; металните атоми са готови да загубят електрони, а неметалните атоми са готови да ги спечелят.