Inhoud
Ionische moleculen bestaan uit meerdere atomen die een elektronengetal hebben dat verschilt van dat van hun grondtoestand. Wanneer een metaalatoom bindt met een niet-metalen atoom, verliest het metaalatoom typisch een elektron aan het niet-metalen atoom. Dit wordt een ionische binding genoemd. Dat dit gebeurt met verbindingen van metalen en niet-metalen is een resultaat van twee periodieke eigenschappen: ionisatie-energie en elektronenaffiniteit.
Metalen en niet-metalen
De metalen van het periodiek systeem omvatten alle elementen in groepen één tot en met drie behalve waterstof, evenals enkele andere elementen uit de gebieden rechtsonder in de tabel. De niet-metalen bevatten daarentegen alle elementen in groep zeven en acht, evenals enkele andere elementen uit groep 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 van een elektron af te komen 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.
Electron Affinity
Elektronenaffiniteit is de verandering in energie wanneer een neutraal atoom van een element een elektron krijgt. Sommige atomen zijn meer bereid om elektronen te winnen dan anderen. Metalen hebben een kleine elektronenaffiniteit en accepteren daarom niet gewillig elektronen. Veel niet-metalen hebben daarentegen grote elektronaffiniteiten; 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 op het periodiek systeem. De reactieve niet-metalen liggen in de buurt van 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 elektronenmantel ernaar verlangen om die elektronen te verkrijgen en een stabiele toestand te bereiken.
Typen obligaties en elektronegativiteit
De concepten ionisatie-energie en elektronenaffiniteit worden gecombineerd tot 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 verschillen in elektronegativiteit 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-metalen atomen zijn bereid ze te winnen.