आयनिक बंधन: विशेषताएँ, यह कैसे बनता है और उदाहरण देता है - रसायन विज्ञान

ईओण बांड रासायनिक बंधन का एक प्रकार है, जिसमें वहाँ है विपरीत आयनों का आरोप लगाया के बीच एक इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण। अर्थात्, एक धनात्मक आवेशित आयन एक नकारात्मक आवेशित आयन के साथ एक बंधन बनाता है, जो इलेक्ट्रॉनों को एक परमाणु से दूसरे में स्थानांतरित करता है।

इस प्रकार का रासायनिक बंधन तब होता है जब एक परमाणु से वैलेंस इलेक्ट्रॉन स्थायी रूप से दूसरे परमाणु में स्थानांतरित हो जाते हैं। इलेक्ट्रॉनों को खोने वाला परमाणु एक धनायन (धनात्मक रूप से आवेशित) हो जाता है, और जो इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करता है वह एक आयन (ऋणात्मक आवेश) बन जाता है।

आयोनिक बॉन्ड उदाहरण: सोडियम फ्लोराइड। सोडियम एक वैलेंस इलेक्ट्रॉन खो देता है और इसे फ्लोरीन तक देता है। Wdcf

आयनिक बंध अवधारणा

आयनिक बंधन वह होता है जिसके द्वारा विद्युत आवेशित कण, आयन कहलाते हैं, आयनिक ठोस और तरल पदार्थों को जन्म देने के लिए बातचीत करते हैं। यह बंधन सैकड़ों लाखों आयनों के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन का उत्पाद है, और उनमें से केवल एक जोड़े तक सीमित नहीं है; यही है, यह एक नकारात्मक चार्ज के प्रति सकारात्मक चार्ज के बीच आकर्षण से परे है।

उदाहरण के लिए आयनिक यौगिक सोडियम क्लोराइड, NaCl, जिसे टेबल सॉल्ट के रूप में जाना जाता है, पर विचार करें। NaCl में, आयनिक बंधन प्रबल होता है, इसलिए यह Na ⁺ और Cl ^- आयनों से बना होता है । Na ⁺ धनात्मक आयन या धनायन है, जबकि Cl ^- (क्लोराइड) ऋणात्मक आयन या आयन है।

सोडियम क्लोराइड में Na + और Cl- आयन आयनिक संबंध द्वारा एक साथ होते हैं। स्रोत: विकिपीडिया के माध्यम से ईयाल बेयरे

दोनों Na ⁺ और Cl ^- विपरीत विद्युत आवेशों के होने के कारण आकर्षित होते हैं। इन आयनों के बीच की दूरी दूसरों को एक साथ करीब आने की अनुमति देती है, ताकि NaCl जोड़े और जोड़े दिखाई दें। Na ⁺ cations एक दूसरे को पीछे हटा देंगे क्योंकि वे समान आवेश के होते हैं, और ऐसा ही एक दूसरे के साथ Cl ^- anions के साथ होता है ।

एक समय आता है जब लाखों लोग Na ⁺ और Cl ^- आयन को एकजुट करने, एकजुट करने, एक संरचना बनाने के लिए प्रबंधित करते हैं जो यथासंभव स्थिर है; आयनिक संबंध (शीर्ष छवि) द्वारा शासित। Na ⁺ cations, Cl से छोटे होते हैं ^- आयनों के कारण बाहरी इलेक्ट्रॉनों पर उनके नाभिक के प्रभावी परमाणु बल में वृद्धि होती है।

NaCl का आयनिक बंधन। Rhannosh / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

आयनिक बंधन को आदेशित संरचनाओं को स्थापित करने की विशेषता है जहां आयनों के बीच की दूरी (Na ⁺ और Cl ^- NaCl के मामले में) अन्य ठोस पदार्थों की तुलना में छोटी है। तो हम एक आयनिक क्रिस्टलीय संरचना की बात करते हैं।

आयनिक बंधन कैसे बनता है?

आयनिक बन्धन केवल तभी होता है जब इलेक्ट्रॉनों का वितरण होता है ताकि आयनों के आवेश उत्पन्न हों। तटस्थ कणों के बीच इस प्रकार का बंधन कभी नहीं हो सकता है। आवश्यक रूप से cations और anions होना चाहिए। लेकिन वे कहाँ से आते हैं?

आयनिक बंधन चित्रण। a) सोडियम का शुद्ध ऋणात्मक आवेश होता है। b) सोडियम क्लोरीन को एक इलेक्ट्रॉन देता है। सोडियम आयन पॉजिटिव चार्ज के साथ शुद्ध पॉजिटिव चार्ज और क्लोरीन के साथ रहता है, जिससे आयनिक बॉन्ड बनता है। लाखों Na और Cl परमाणुओं के बीच इस प्रकार का बंधन भौतिक नमक को जन्म देता है। OpenStax College / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

ऐसे कई रास्ते हैं जिनके द्वारा आयन उत्पन्न होते हैं, लेकिन अनिवार्य रूप से कई एक ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रिया पर आधारित होते हैं। अधिकांश अकार्बनिक आयनिक यौगिकों में एक धात्विक तत्व होता है जो एक गैर-धात्विक तत्व (आवर्त सारणी के पी ब्लॉक में) के साथ जुड़ा होता है।

धातु को ऑक्सीकरण करना चाहिए, इलेक्ट्रॉनों को खोना चाहिए, एक पिंजरे बनना चाहिए। दूसरी ओर, अधातु तत्व कम हो जाता है, इन इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करता है, और एक आयन बन जाता है। निम्नलिखित छवि सोडियम और क्लोरीन परमाणुओं से NaCl के गठन के लिए इस बिंदु को दर्शाती है:

एक आयनिक बंधन का गठन। स्रोत: अरबी विकिपीडिया / सार्वजनिक डोमेन पर Shafei

Na atom अपने वैलेंस इलेक्ट्रॉनों में से एक Cl को दान करता है। जब इलेक्ट्रॉनों का यह वितरण होता है, Na ⁺ और Cl ^- आयन बनते हैं, जो तुरंत और इलेक्ट्रोस्टिक रूप से एक दूसरे को आकर्षित करना शुरू करते हैं।

इसलिए कहा जाता है कि Na ⁺ और Cl ^- इलेक्ट्रॉनों की किसी भी जोड़ी को साझा नहीं करते हैं, इसके विपरीत एक काल्पनिक Na-Cl सहसंयोजक बंधन के लिए क्या उम्मीद की जा सकती है।

आयनिक बंध गुण

आयनिक बंधन गैर-दिशात्मक है, अर्थात इसका बल एक दिशा में मौजूद नहीं है, बल्कि अंतरिक्ष के माध्यम से फैलता है जो कि आयनों को अलग करता है। यह तथ्य महत्वपूर्ण है, क्योंकि इसका मतलब है कि आयन दृढ़ता से बंधे हुए हैं, जो आयनिक ठोस के कई भौतिक गुणों की व्याख्या करता है।

गलनांक

801 bondC के तापमान पर नमक पिघलाने के लिए आयनिक बंधन जिम्मेदार है। विभिन्न धातुओं के गलनांक की तुलना में यह तापमान काफी अधिक है।

ऐसा इसलिए है क्योंकि NaCl को अपने क्रिस्टल से स्वतंत्र रूप से प्रवाह करने के लिए अपने आयनों के लिए पर्याप्त गर्मी को अवशोषित करना चाहिए; है कि, ना के बीच आकर्षण ⁺ और क्लोरीन ^- पर काबू पाने के किया जाना चाहिए ।

क्वथनांक

आयनिक यौगिकों के पिघलने और उबलते बिंदु विशेष रूप से उनके मजबूत इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन के कारण अधिक होते हैं: उनके आयनिक संबंध। हालांकि, चूंकि इस बंधन में कई आयन शामिल हैं, इसलिए इस व्यवहार को आमतौर पर अंतर-आणविक बलों के बजाय जिम्मेदार ठहराया जाता है, और आयनिक बंधन को ठीक से नहीं।

नमक के मामले में, एक बार NaCl पिघलने के बाद, एक ही प्रारंभिक आयनों से बना एक तरल प्राप्त होता है; केवल अब वे अधिक स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ते हैं। आयनिक बंधन अभी भी मौजूद है। Na ⁺ और Cl ^- आयन एक उच्च सतह तनाव बनाने के लिए तरल की सतह पर मिलते हैं, जो आयनों को गैस चरण में भागने से रोकता है।

इसलिए, पिघले हुए नमक को उबालने के लिए अपने तापमान को और भी अधिक बढ़ाना चाहिए। NaCl का क्वथनांक 1465 ° C है। इस तापमान पर, गर्मी तरल में Na ⁺ और Cl ^{- के} बीच आकर्षण से अधिक हो जाती है, इसलिए NaCl वाष्प वायुमंडलीय के बराबर दबाव के साथ बनने लगती है।

वैद्युतीयऋणात्मकता

पहले कहा गया था कि आयनिक बंधन एक धात्विक तत्व और एक गैर-धात्विक तत्व के बीच बनता है। संक्षेप में: एक धातु और एक गैर-धातु के बीच। यह आमतौर पर अकार्बनिक आयनिक यौगिकों के संबंध में है; विशेष रूप से द्विआधारी प्रकार के, जैसे NaCl।

इलेक्ट्रॉनों के एक विभाजन के लिए (Na ⁺ Cl ^-) होने के लिए और एक साझाकरण (Na-Cl) के लिए, दो परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रोनगेटिविटी में एक बड़ा अंतर होना चाहिए। अन्यथा, उन दोनों के बीच कोई आयनिक बंधन नहीं होगा। संभवतः Na और Cl एक साथ घनिष्ठ हो जाते हैं, परस्पर क्रिया करते हैं, लेकिन तुरंत Cl अपनी उच्च विद्युतीयता के कारण, Na से एक इलेक्ट्रॉन को "लेता है"।

हालांकि, यह परिदृश्य केवल द्विआधारी यौगिकों, एमएक्स पर लागू होता है, जैसे कि NaCl। अन्य लवण या आयनिक यौगिकों के लिए, उनकी गठन प्रक्रिया अधिक जटिल होती है और शुद्ध रूप से परमाणु या आणविक दृष्टिकोण से संपर्क नहीं किया जा सकता है।

प्रकार

कोई अलग प्रकार के आयनिक बंधन नहीं हैं, क्योंकि इलेक्ट्रोस्टैटिक घटना पूरी तरह से भौतिक है, केवल उस तरीके से बदलती है जिसमें आयन बातचीत करते हैं, या उनके पास परमाणुओं की संख्या होती है; यही है, अगर वे monatomic या polyatomic आयन हैं। इसी तरह, प्रत्येक तत्व या यौगिक एक विशेषता आयन उत्पन्न करता है जो यौगिक की प्रकृति को परिभाषित करता है।

उदाहरण खंड में हम इस बिंदु पर तल्लीन करेंगे, और यह देखा जाएगा कि आयनिक बंधन सभी यौगिकों में समान रूप से है। जब यह पूरा नहीं होता है, तो यह कहा जाता है कि आयनिक बंधन में एक निश्चित सहसंयोजक चरित्र होता है, जो कि कई संक्रमण धातु लवणों का मामला है, जहां आयनों के साथ समन्वय होता है; उदाहरण के लिए, FeCl ₃ (Fe ³⁺ -Cl ^-)।

आयनिक बंध के उदाहरण

कई आयनिक यौगिकों को नीचे सूचीबद्ध किया जाएगा, और उनके आयनों और अनुपातों पर प्रकाश डाला जाएगा:

- मैग्नीशियम क्लोराइड

MgCl ₂, (Mg ²⁺ Cl ^-), 1: 2 अनुपात में (Mg ²⁺: 2 Cl ^-)

- पोटेशियम फ्लोराइड

KF, (K ⁺ F ^-), 1: 1 अनुपात में (K ⁺: F ^-)

- सोडियम सल्फाइड

Na ₂ S, (Na ⁺ S ^2-), 2: 1 अनुपात (2Na ⁺: S ^2-) में

- लिथो हाइड्रॉक्साइड

LiOH, (Li ⁺ OH ^-), 1: 1 अनुपात में (Li ⁺: OH ^-)

- कैल्शियम फ्लोराइड

सीएएफ ₂, (सीए ²⁺ एफ ^-), 1: 2 अनुपात में (सीए ²⁺: 2 एफ ^-)

- सोडियम कार्बोनेट

Na ₂ CO ₃, (Na ⁺ CO ₃ ^2-), 2: 1 अनुपात (2Na ⁺: CO ₃ ^2-) में

- कैल्शियम कार्बोनेट

सीएसीओ ₃, (सीए ²⁺ सीओ ₃ ^2-), 1: 1 अनुपात में (सीए ²⁺: सीओ ₃ ^2-)

- पोटेशियम परमैंगनेट

KMnO ₄, (K ⁺ MnO ₄ ^-), 1: 1 अनुपात में (K ⁺: MnO ₄ ^-)

- कॉपर सल्फेट

CuSO ₄, (Cu ²⁺ SO ₄ ^2-), 1: 1 अनुपात (Cu ²⁺: SO ₄ ^2-) में

- बेरियम हाइड्रॉक्साइड

Ba (OH) ₂, (Ba ²⁺ OH ^-), 1: 2 अनुपात में (Ba ²⁺: OH ^-)

- एल्यूमीनियम ब्रोमाइड

AlBr ₃, (Al ³⁺ Br ^-), 1: 3 अनुपात में (Al ³⁺: 3Br ^-)

- आयरन (III) ऑक्साइड

Fe ₂ O ₃, (Fe ³⁺ O ^2-), 2: 3 अनुपात (2Fe ³⁺: 3O ²) में

- स्ट्रोंटियम ऑक्साइड

SrO, (Sr ²⁺ O ^2-), 1: 1 अनुपात में (Sr ²⁺: O ^2-)

- सिल्वर क्लोराइड

AgCl, (Ag ⁺ Cl ^-), 1: 1 अनुपात में (Ag ⁺: Cl ^-)

- अन्य

-Ch ₃ COONa, (सीएच ₃ COONa ⁺), एक 1: 1 के अनुपात (सीएच ₃ सीओओ ^-: ना ⁺)

- NH ₄ I, (NH ₄ ⁺ I ^-), 1: 1 अनुपात (NH ₄ ⁺: I ^-) में

इन यौगिकों में से प्रत्येक में एक आयनिक बंधन होता है जहां लाखों आयन, उनके रासायनिक सूत्रों के अनुरूप होते हैं, विद्युत रूप से आकर्षित होते हैं और एक ठोस बनाते हैं। इसके आयनिक आवेशों का परिमाण जितना अधिक होगा, इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण और प्रतिकर्षण उतना ही मजबूत होगा।

इसलिए, आयनिक बॉन्ड यौगिक को बनाने वाले आयनों पर अधिक से अधिक आरोपों को मजबूत करता है।

हल किया हुआ व्यायाम

यहाँ कुछ अभ्यास हैं जो आयनिक संबंध के मूल ज्ञान को लागू करते हैं।

- अभ्यास 1

निम्नलिखित में से कौन सा यौगिक आयनिक है? विकल्प हैं: HF, H ₂ O, NaH, H ₂ S, NH ₃ और MgO।

एक आयनिक यौगिक की परिभाषा में एक आयनिक बंधन होना चाहिए। अपने घटक तत्वों के बीच विद्युतीयता का अंतर जितना अधिक होगा, उक्त बंधन का आयनिक वर्ण भी उतना ही अधिक होगा।

इसलिए, जिन विकल्पों में एक धातु तत्व नहीं है उन्हें सिद्धांत रूप में खारिज किया जाता है: एचएफ, एच ₂ ओ, एच ₂ एस और एनएच ₃ । ये सभी यौगिक केवल गैर-धातु तत्वों से बने होते हैं। NH ₄ ⁺ cation इस नियम का एक अपवाद है, क्योंकि इसमें कोई धातु नहीं है।

शेष विकल्प NaH और MgO हैं, जिनमें धातुएं Na और Mg हैं, क्रमशः गैर-धातु तत्वों से जुड़ी हुई हैं। NaH (Na ⁺ H ^-) और MgO (Mg ²⁺ O ^2-) आयनिक यौगिक हैं।

- व्यायाम २

निम्नलिखित काल्पनिक यौगिक पर विचार करें: Ag (NH ₄) ₂ CO ₃ I. इसके आयन क्या हैं और वे किस अनुपात में ठोस में पाए जाते हैं?

यौगिक को इसके आयनों में विभाजित करना: हमारे पास है: एजी ⁺, एनएच ₄ ⁺, सीओ ₃ ^2- और मैं ^- । ये इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से 1: 2: 1: 1 (Ag ⁺: 2NH ₄ ⁺: CO ₃ ^{2- 2-}: ^-) के अनुपात से जुड़े हैं । इसका मतलब यह है कि एनएच ₄ ⁺ केशन की मात्रा Ag ⁺, CO ₃ ^2- और I ^- आयनों से दोगुनी है ।

- व्यायाम 3

केबीआर K ⁺ और Br ^- आयनों से बना है, जो आवेश के परिमाण के साथ है। फिर, सीएएस के पास सीए ²⁺ और एस ^2- आयन होते हैं, दोहरे परिमाण के आरोपों के साथ, इसलिए यह सोचा जा सकता है कि सीएएस में आयनिक बंधन केबीआर की तुलना में अधिक मजबूत है; और बाद में Na ₂ SO ₄ से भी मजबूत है, क्योंकि उत्तरार्ध Na ⁺ और SO ₄ ^2- आयनों से बना है ।

दोनों CaS और CuO में एक समान रूप से मजबूत आयनिक बंधन हो सकता है, क्योंकि दोनों में दोहरे परिमाण वाले आयन होते हैं। अगला, हमारे पास अलपो _{4 है}, अल ³⁺ और पीओ ₄ ^3- आयनों के साथ । इन आयनों पर ट्रिपल परिमाण प्रभार हैं, इसलिए AlPO ₄ में आयनिक बंधन पिछले सभी विकल्पों की तुलना में मजबूत होना चाहिए।

और अंत में, हमारे पास विजेता Pb ₃ P _{4 है}, क्योंकि अगर हम मानते हैं कि यह आयनों से बना है, तो ये Pb ⁴⁺ और P ^3- बन जाते हैं । उनके आरोपों में उच्चतम परिमाण है; और इसलिए, Pb ₃ P ₄ वह यौगिक है जिसमें संभवतः सबसे मजबूत आयनिक बंधन होता है।

संदर्भ

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आयनिक बंधन: विशेषताएँ, यह कैसे बनता है और उदाहरण देता है - रसायन विज्ञान - 2025