Ionische moleculen bestaan uit meerdere atomen waarvan het aantal elektronen verschilt van dat van hun grondtoestand. Wanneer een metaalatoom bindt met een niet-metaalatoom, verliest het metaalatoom typisch een elektron aan het niet-metaalatoom. Dit wordt een ionbinding genoemd. Dat dit gebeurt met verbindingen van metalen en niet-metalen is een gevolg van twee periodieke eigenschappen: ionisatie-energie en elektronenaffiniteit.
Metalen en niet-metalen
De metalen van het periodiek systeem omvatten alle elementen in de groepen één tot en met drie, behalve waterstof, evenals enkele andere elementen uit de rechterbenedenhoek van de tabel. De niet-metalen daarentegen omvatten alle elementen in de groepen zeven en acht, evenals enkele andere elementen uit de groepen vier, vijf en zes.
Ionisatieenergie
De ionisatie-energie van een element beschrijft de hoeveelheid energie die nodig is om een atoom een elektron te laten verliezen. Metalen hebben de neiging om lage ionisatie-energieën te hebben. Dit betekent dat ze "bereid" zijn om zich te ontdoen van een elektron in een chemische reactie. Veel niet-metalen hebben daarentegen hoge ionisatie-energieën, wat betekent dat ze minder bereid zijn om een elektron in een reactie te verliezen.
Elektronenaffiniteit
Elektronenaffiniteit is de verandering in energie wanneer een neutraal atoom van een element een elektron krijgt. Sommige atomen zijn meer bereid om elektronen op te nemen dan andere. Metalen hebben een kleine elektronenaffiniteit en accepteren daarom niet vrijwillig elektronen. Veel niet-metalen hebben daarentegen grote elektronenaffiniteiten; ze geven een grotere hoeveelheid energie af bij het accepteren van elektronen. Dit betekent dat de niet-metalen veel meer bereid zijn om elektronen te accepteren dan de metalen. Dit komt overeen met hun posities in het periodiek systeem. De reactieve niet-metalen liggen dicht bij groep acht elementen, die volledige buitenste elektronenschillen hebben. De groep acht elementen zijn zeer stabiel. Daarom zal een niet-metaal dat een of twee elektronen verwijderd is van een volledige elektronenschil graag die elektronen winnen en een stabiele toestand bereiken.
Bindingstypen en elektronegativiteit
De concepten van ionisatie-energie en elektronenaffiniteit worden gecombineerd in een derde periodieke trend die elektronegativiteit wordt genoemd. Elektronegativiteitsverschillen tussen elementen beschrijven het type bindingen tussen de atomen. Als de verschillen in elektronegativiteit erg klein zijn, zijn de bindingen covalent. Als de verschillen in elektronegativiteit groot zijn, zijn de bindingen ionisch. De elektronegativiteitsverschillen tussen metalen en de meeste niet-metalen zijn groot. Daarom hebben de bindingen een ionisch karakter. Dit is logisch met betrekking tot ionisatie-energie en elektronenaffiniteit; de metaalatomen zijn bereid elektronen te verliezen, en de niet-metaalatomen zijn bereid ze te winnen.
