Ionische verbindingen bestaan uit ionen in plaats van moleculen. In plaats van elektronen te delen in covalente bindingen, dragen ionische samengestelde atomen elektronen over van één atoom naar een ander om een ionische binding te vormen die afhankelijk is van elektrostatische aantrekking om de atomen te behouden samen. Covalent gebonden moleculen delen elektronen en fungeren als een stabiele, enkele entiteit, terwijl een ionische binding resulteert in onafhankelijke ionen met een positieve of negatieve lading. Vanwege hun speciale structuur hebben ionische verbindingen unieke eigenschappen en reageren ze gemakkelijk met andere ionische verbindingen wanneer ze in oplossing worden geplaatst.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Ionische verbindingen zijn materialen waarvan de atomen ionische bindingen hebben gevormd in plaats van moleculen met covalente bindingen. De ionische bindingen ontstaan wanneer atomen die losjes elektronen in hun buitenste schil hebben vastgehouden, reageren met atomen die een equivalent aantal elektronen nodig hebben om hun elektronenschillen te voltooien. Bij dergelijke reacties dragen de elektronendonoratomen de elektronen in hun buitenste schillen over aan de ontvangende atomen. Beide atomen hebben dan complete en stabiele buitenste elektronenschillen. Het donoratoom wordt positief geladen terwijl het ontvangende atoom een negatieve lading heeft. De geladen atomen worden door elkaar aangetrokken en vormen de ionische bindingen van de ionische verbinding.
Hoe ionische verbindingen worden gevormd
De atomen van elementen zoals waterstof, natrium en kalium hebben slechts één elektron in hun buitenste elektronenschil terwijl atomen zoals calcium, ijzer en chroom verschillende losjes vastgehouden hebben elektronen. Deze atomen kunnen de elektronen in hun buitenste schil doneren aan atomen die elektronen nodig hebben om hun elektronenschillen te voltooien.
De atomen van chloor en broom hebben zeven elektronen in hun buitenste schil waar plaats is voor acht. Zuurstof- en zwavelatomen hebben elk twee elektronen nodig om hun buitenste schillen te voltooien. Wanneer de buitenste schil van een atoom compleet is, wordt het atoom een stabiel ion.
In de chemie worden ionische verbindingen gevormd wanneer donoratomen elektronen overdragen naar ontvangende atomen. Een natriumatoom met één elektron in zijn derde schil kan bijvoorbeeld reageren met een chlooratoom dat een elektron nodig heeft om NaCl te vormen. Het elektron van het natriumatoom gaat over op het chlooratoom. De buitenste schil van het natriumatoom, die nu de tweede schil is, is vol met acht elektronen, terwijl de buitenste schil van het chlooratoom ook vol is met acht elektronen. Het tegengesteld geladen natrium- en de chloorionen trekken elkaar aan om de NaCl-ionische binding te vormen.
In een ander voorbeeld kunnen twee kaliumatomen, elk met één elektron in hun buitenste schil, reageren met een zwavelatoom dat twee elektronen nodig heeft. De twee kaliumatomen dragen hun twee elektronen over aan het zwavelatoom om de ionische verbinding kaliumsulfide te vormen.
Polyatomische ionen
Moleculen kunnen zelf ionen vormen en reageren met andere ionen om ionische bindingen te creëren. Dergelijke verbindingen gedragen zich als ionische verbindingen wat betreft de ionische bindingen, maar ze hebben ook covalente bindingen. Stikstof kan bijvoorbeeld covalente bindingen vormen met vier waterstofatomen om het ammoniumion te produceren, maar de NH4 molecuul heeft één extra elektron. Als gevolg hiervan is NH4 reageert met zwavel om te vormen (NH4)2S. De band tussen NH4 en het zwavelatoom is ionisch, terwijl de bindingen tussen het stikstofatoom en de waterstofatomen covalent zijn.
Eigenschappen van ionische verbindingen
Ionische verbindingen hebben speciale eigenschappen omdat ze zijn opgebouwd uit individuele ionen in plaats van moleculen. Wanneer opgelost in water, breken de ionen uit elkaar of dissociëren ze van elkaar. Ze kunnen dan gemakkelijk deelnemen aan chemische reacties met andere opgeloste ionen.
Omdat ze een elektrische lading dragen, geleiden ze elektriciteit wanneer ze zijn opgelost, en ionische bindingen zijn sterk en hebben veel energie nodig om ze te verbreken. Ionische verbindingen hebben een hoog smelt- en kookpunt, kunnen kristallen vormen en zijn over het algemeen hard en bros. Met deze kenmerken die ze onderscheiden van vele andere verbindingen op basis van covalente bindingen, kan het identificeren van ionische verbindingen helpen anticiperen op hoe ze zullen reageren en wat hun eigenschappen zullen zijn.