Најважније из лекције
Јонска веза: Електростатичко привлачење између супротно наелектрисаних јона (метал + неметал).
Катјони: Позитивни јони настали отпуштањем електрона из атома метала (нпр. \( \mathrm{Na} \rightarrow \mathrm{Na^+} + \mathrm{e^-} \), \( \mathrm{Mg} \rightarrow \mathrm{Mg^{2+}} + 2\mathrm{e^-} \)).
Анјони: Негативни јони настали примањем електрона у атоме неметала ради постизања октета (нпр. \( \mathrm{Cl} + \mathrm{e^-} \rightarrow \mathrm{Cl^-} \), \( \mathrm{O} + 2\mathrm{e^-} \rightarrow \mathrm{O^{2-}} \)).
Принцип електронеутралности: Укупан број отпуштених електрона метала мора бити једнак укупном броју примљених електрона неметала.
Катјони: Позитивни јони настали отпуштањем електрона из атома метала (нпр. \( \mathrm{Na} \rightarrow \mathrm{Na^+} + \mathrm{e^-} \), \( \mathrm{Mg} \rightarrow \mathrm{Mg^{2+}} + 2\mathrm{e^-} \)).
Анјони: Негативни јони настали примањем електрона у атоме неметала ради постизања октета (нпр. \( \mathrm{Cl} + \mathrm{e^-} \rightarrow \mathrm{Cl^-} \), \( \mathrm{O} + 2\mathrm{e^-} \rightarrow \mathrm{O^{2-}} \)).
Принцип електронеутралности: Укупан број отпуштених електрона метала мора бити једнак укупном броју примљених електрона неметала.
Јонска веза је електростатичко привлачење супротно наелектрисаних јона (катјона и анјона).
Јонском везом се углавном повезују атоми изразитих метала (елементи 1. и 2. групе Периодног система елемената) и атоми неметала.
Супстанце са јонском везом су, на пример, кухињска со (натријум-хлорид, \( \mathrm{NaCl} \)), плави камен и магнезијум-хлорид (\( \mathrm{MgCl_2} \)).
Који од наведених парова елемената могу градити јонску везу: калијум и хлор или угљеник и кисеоник?
Јонску везу граде калијум и хлор, јер је калијум изразити метал (1. група ПСЕ), а хлор неметал. Угљеник и кисеоник су оба неметали, па не граде јонску везу.
Катјони су позитивно наелектрисани јони. Настају када атоми метала отпусте своје валентне електроне како би постигли стабилну електронску конфигурацију најближег племенитог гаса (октет).
\[ \mathrm{M} \xrightarrow{-\,n\,\mathrm{e^-}} \mathrm{M}^{n+} \]
Пример: Атом натријума (\( 11\mathrm{p^+}, 11\mathrm{e^-} \)) отпушта 1 валентни електрон и прелази у катјон натријума (\( 11\mathrm{p^+}, 10\mathrm{e^-} \)): \( \mathrm{Na} \rightarrow \mathrm{Na^+} + \mathrm{e^-} \).
Анјони су негативно наелектрисани јони. Настају када атоми неметала приме електроне на свој валентни ниво ради постизања стабилног октета.
\[ \mathrm{X} + n\,\mathrm{e^-} \rightarrow \mathrm{X}^{n-} \]
Пример: Атом хлора (\( 17\mathrm{p^+}, 17\mathrm{e^-} \)) прима 1 електрон и постаје анјон хлора (\( 17\mathrm{p^+}, 18\mathrm{e^-} \)): \( \mathrm{Cl} + \mathrm{e^-} \rightarrow \mathrm{Cl^-} \).
Број протона у језгру се при настанку јона не мења, мења се искључиво број електрона у електронском омотачу.
Атом магнезијума има редни број \( Z = 12 \). Колико протона и електрона има јон \( \mathrm{Mg^{2+}} \)?
Атом магнезијума има 12 протона и 12 електрона. Отпуштањем 2 електрона постаје катјон \( \mathrm{Mg^{2+}} \), који садржи 12 протона и \( 12 - 2 = \) 10 електрона.
Приликом настанка јонске везе, укупан број електрона које отпусте атоми метала мора бити једнак укупном броју електрона које приме атоми неметала, тако да настало једињење буде електронеутрално.
Веза између натријума и хлора (\( \mathrm{NaCl} \)):
Атом \( \mathrm{Na} \) отпушта 1 валентни електрон и предаје га атому \( \mathrm{Cl} \). Настају јони \( \mathrm{Na^+} \) и \( \mathrm{Cl^-} \) који се електростатички привлаче.
Атом \( \mathrm{Na} \) отпушта 1 валентни електрон и предаје га атому \( \mathrm{Cl} \). Настају јони \( \mathrm{Na^+} \) и \( \mathrm{Cl^-} \) који се електростатички привлаче.
Веза између магнезијума и флуора (\( \mathrm{MgF_2} \)):
Атом \( \mathrm{Mg} \) отпушта 2 валентна електрона. Пошто сваки атом \( \mathrm{F} \) може да прими само 1 електрон, потребна су 2 атома флуора. Настају један јон \( \mathrm{Mg^{2+}} \) и два јона \( \mathrm{F^-} \).
Атом \( \mathrm{Mg} \) отпушта 2 валентна електрона. Пошто сваки атом \( \mathrm{F} \) може да прими само 1 електрон, потребна су 2 атома флуора. Настају један јон \( \mathrm{Mg^{2+}} \) и два јона \( \mathrm{F^-} \).
Прикажи речима како настаје јонска веза између атома калцијума (\( 2 \) валентна електрона) и кисеоника (\( 6 \) валентних електрона).
Атом калцијума отпушта своја \( 2 \) валентна електрона и постаје двоструко позитиван катјон (\( \mathrm{Ca^{2+}} \)). Та \( 2 \) електрона прима један атом кисеоника, чиме допуњује свој валентни ниво до октета и постаје двоструко негативан анјон (\( \mathrm{O^{2-}} \)). Супротно наелектрисани јони \( \mathrm{Ca^{2+}} \) и \( \mathrm{O^{2-}} \) се привлаче градећи \( \mathrm{CaO} \).
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак): Разврстај следеће ознаке јона на катјоне и анјоне:
\[ \mathrm{Ca^{2+}}, \quad \mathrm{O^{2-}}, \quad \mathrm{Al^{3+}}, \quad \mathrm{Fe^{2+}}, \quad \mathrm{Br^-}, \quad \mathrm{N^{3-}} \]
- Катјони (позитивни јони): \( \mathrm{Ca^{2+}} \), \( \mathrm{Al^{3+}} \), \( \mathrm{Fe^{2+}} \)
- Анјони (негативни јони): \( \mathrm{O^{2-}} \), \( \mathrm{Br^-} \), \( \mathrm{N^{3-}} \)
Задатак 2 (средњи): Који од наведених парова елемената међусобним повезивањем граде јонску везу?
- Калцијум и бром
- Водоник и сумпор
- Сумпор и магнезијум
- Кисеоник и сумпор
- Јод и водоник
Јонску везу граде метал и неметал:
- а) Калцијум и бром – калцијум је метал (2. група), бром је неметал (граде јонску везу).
- в) Сумпор и магнезијум – магнезијум је метал (2. група), сумпор је неметал (граде јонску везу).
Задатак 3 (средњи): Атом азота има редни број \( Z = 7 \).
- Колико протона и електрона има неутралан атом азота?
- Колико протона и електрона има јон азота који је три пута негативно наелектрисан (\( \mathrm{N^{3-}} \))?
- Неутралан атом азота: \( 7 \) протона и \( 7 \) електрона.
- Јон \( \mathrm{N^{3-}} \) настаје примањем \( 3 \) електрона, па садржи: \( 7 \) протона и \( 7 + 3 = \) \( 10 \) електрона.
Задатак 4 (тежак): Атом алуминијума (\( Z = 13 \)) на валентном нивоу има \( 3 \) електрона, а атом флуора (\( Z = 9 \)) има \( 7 \) валентних електрона.
- Колико електрона атом алуминијума отпушта и које наелектрисање добија настали катјон?
- Колико атома флуора је потребно да прими све отпуштене електроне једног атома алуминијума?
- Напиши ознаке насталих јона.
- Атом алуминијума отпушта сва \( 3 \) валентна електрона и постаје троструко позитиван катјон: \( \mathrm{Al^{3+}} \).
- Сваки атом флуора има \( 7 \) валентних електрона, па може примити само \( 1 \) електрон да би достигао октет (\( 8 \)). Због тога су потребна \( 3 \) атома флуора да приме \( 3 \) електрона од једног атома алуминијума.
- Настају један јон \( \mathrm{Al^{3+}} \) и три јона \( \mathrm{F^-} \) (граде једињење \( \mathrm{AlF_3} \)).
