البحث عن المركبات والمعادن الأيونية، حيث يكون لها علاقة قوية، تم إنتاج المركب الأيوني من خلال عملية تفاعل كيميائي، والتي حدثت بين عنصر معدني يميل إلى فقد الإلكترونات مع عنصر غير معدني يميل أكثر إلى اكتساب المزيد من الإلكترونات، ما هي النتائج أيونات، أو التي لها خصائصها الكيميائية الجديدة، مثل عدم توصيل الكهرباء والحرارة، على سبيل المثال.
البحث عن المركبات والمعادن الأيونية
تعريف المركبات الأيونية
البحث عن المركبات والمعادن الأيونية
من المعروف أن الذرة تتكون من عدد محدد من البروتونات والنيوترونات، وكذلك الإلكترونات في معظم الذرات، فالعدد بينهم متشابه، ولكن إذا كان الرقم بينهما مختلفًا، يكون الاختلاف بسبب وجود ذرة من ذرة عنصر يميل إلى اكتساب المزيد من الإلكترونات، فيما يعرف بتكوين الأيون السالب، أو يتعرض لفقدان واحد أو أكثر، والذي يتكون من خلاله أيون موجب، أي المركب الأيوني، يعرف بتجمعات الأيونات السالبة والتي تسمى الأنيونات بينما يحمل الأيونات الموجبة اسم الكاتيونات وتشكل شكلًا هندسيًا يسمى الكريستال، ويحدث هذا التفاعل بهدف الوصول إلى استقرار المركب الأيوني من خلال العملية من قوى الجذب الكهروستاتيكية، أو كما يطلق عليها الروابط الأيونية.
تعريف المعادن
من المعروف أن المعادن هي جميع المواد التي لها القدرة على توصيل الكهرباء، وكذلك الحرارة، ولا تتفاعل بسرعة مع باقي العناصر، كما أنها وفيرة ووفرة في قشرة الأرض، بما في ذلك المغنيسيوم والحديد والكالسيوم. لديها طاقة تأين منخفضة، مما يجعلها تميل إلى فقدان الإلكترونات، وبالتالي تتحد مع المواد والعناصر غير المعدنية، والتي لها تقارب إلكتروني كبير، مما يؤدي إلى الميل، لاكتساب المزيد من الإلكترونات
مقارنة المعادن والمركبات الأيونية
من المعروف أن المركبات الأيونية هي نتاج التفاعل الكيميائي الذي حدث بين العناصر المعدنية والعناصر غير المعدنية، ويتم ترتيب الأيونات فيها بشكل متكرر وفي عملية متناوبة تحدث بين الشحنات.
بينما تختلف المادة في المعادن التي تتكون، وتتكون من أيونات موجبة، وتحيط بها كمية كبيرة من الإلكترونات الحرة المتحركة
بحث عن المركبات والمعادن الأيونية .. تكوين مركب أيوني
بادئ ذي بدء، يجب تحديد رمز أيون الفلز، أو الكاتيونات ذات الشحنة الموجبة في تفاعل كيميائي، وكذلك معرفة شحنته الأيونية، ويتم ذلك من خلال الجدول الدوري.
يتم أيضًا تحديد الأيونات اللافلزية، أو الأنيونات ذات الشحنة السالبة، وتُعرف شحنتها من الجدول الدوري.
موازنة الشحنة الكلية للمعدن والعنصر غير المعدني بشرط أن يكون مجموعهما صفرًا
– لكن في حال كانت النتيجة رقمًا غير الصفر، تضاف الذرات إلى المجموع الكلي، حتى نصل إلى الصفر، وهذا الهدف هو تحقيق التوازن في الشحنات في المركب النهائي.
عند كتابة الصيغة، من الضروري مراعاة كتابة الكاتيون، في بداية اسم المركب الأيوني، متبوعًا بكتابة الصيغة الأيونية.
صياغة مركب أيوني متعدد الذرات
في بعض المركبات، نلاحظ أنها تحتوي على أكثر من أيون متعدد الذرات، وهذا الأيون هو الذي يتكون من خلال الرابطة التساهمية، والتي تتكون من أكثر من نوع واحد من الذرات، على شكل وحدة واحدة مشحونة، وهي يتم كتابته بين قوسين، مصحوبًا بالعدد الإجمالي في الخارج، ويتم الاستغناء عنه تمامًا للأقواس، إذا كان رقم أيون متعدد الذرات واحدًا.
كيفية تكوين أيون معدني بشحنة متغيرة
عند تسمية أيون فلز بشحنة متغيرة، والتي تُعرف باسم الكاتيون، تتم الإشارة إلى تلك الشحنة الموجبة في الكاتيون بالأرقام الرومانية بين قوسين، بعد اسم ذلك الكاتيون
– ولكن في حالة أن الكاتيون عبارة عن أيون معدني، ولكن له شحنة ثابتة، يتم تسميته على نفس اسم العنصر المحايد الذي اشتُق منه.
– في حالة تسمية الأنيون نأتي باسم العنصر الأصلي في حال كان أيونًا واحدًا، ونضيف في نهاية الاسم الحروف يا ودال، مثل الكلور هو كلوريد، أو اليود أيون يجري يوديد.
لكن يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن ما يعرف بالبادئات اليونانية تستخدم للإشارة إليها، إلى عدد الذرات أو حتى إلى الأيونات متعددة الذرات، أثناء صياغة اسم المركب.
أهم خواص المركبات الأيونية
أهم خواص المركبات الأيونية
الهندسة البلورية
من أهم خصائص المركبات الأيونية، أو خصائصها، أنها تشكل شبكات بلورية، والتي تُعرَّف على أنها التركيب المنتظم المتناوب، مع الكاتيون والأنيون معًا، في شكل هيكل ثلاثي الأبعاد، اعتمادًا على الأيون. التي لها حجم أصغر بكثير، حيث تعمل على سد الفجوات، بالتساوي بين الأيونات ذات الحجم الأكبر، لاحظ أن المركب الجزيئي يشكل بلورة أكثر نعومة من البلورات التي تتكون من المركب الأيوني.
بلورات مركبة أيونية بين الصلابة والهشاشة
– تتميز البلورة الأيونية بأنها صلبة وقوية، وذلك بفضل حقيقة أن الأيونات الموجبة والأيونات السالبة فيها تنجذب بشدة إلى بعضها البعض، وليس من السهل فصلها.
– البلورة الأيونية هشة، وهذا لأن الأيونات لها شحنة مماثلة، فقد تضطر إلى الاقتراب من بعضها البعض، في حالة تطبيق عملية ضغط على البلورة، مما يؤدي إلى تنافر كهربائيًا شحنات متطابقة، وقد تكون النتيجة انقسام تلك البلورة.
الارتفاع في درجة الانصهار والغليان
من المعروف أن الروابط الأيونية، أو حتى الروابط التساهمية، هي روابط قوية، وبالتالي فهي تحتاج إلى درجة عالية وكبيرة من نقاط الانصهار أو الغليان، من أجل التغلب على تلك الروابط الأيونية، في الأيونات السالبة والموجبة والكافية، بحيث تتعرض هذه الروابط للذوبان أو للغليان.
تفوق المركبات الجزيئية في نقاط الانصهار أو التبخير
البحث عن المركبات والمعادن الأيونية
للمركبات الأيونية درجة عالية من الذوبان أو الغليان، مع العلم أن تعريف حرارة الانصهار هي الحرارة المطلوبة، والتي يذوب بها جزء من المادة الصلبة، ويتم ذلك تحت ضغط ثابت، بينما يتم تحديد درجة التبخر كالحرارة المطلوبة، حتى يتبخر جزء واحد من المركب السائل. عند الضغط المستمر، تعتبر درجة حرارة انصهار أو تبخر المركب الأيوني أعلى بعشر إلى مائة مرة من درجة حرارة المركبات الجزيئية.
توصيل التيار الكهربائي عند الذوبان في الماء
في حالة إذابة المركب الأيوني، في كمية من الماء، تخضع هذه الأيونات لعملية تفكك، وتكون حرة في توصيل الشحنة الكهربائية من خلال المحلول، ليس هذا فقط، ولكن الأملاح المنصهرة للمركبات الأيونية توصل الكهرباء.
المركبات الأيونية الصلبة هي عوازل كهربائية
المركبات الكهربائية المنصهرة في الماء، أو السوائل توصل الحرارة، بينما المركبات الأيونية الصلبة لا توصل الكهرباء جيدًا، لأن هذه الأيونات مرتبطة ببعضها البعض جيدًا، ولا تسمح بمرور التيار الكهربائي بإحكام.
أشهر المركبات الأيونية
كلوريد الصوديوم
كلوريد الصوديوم أو كما يعرف بملح المائدة، ويتكون من معدن وهو صوديوم، ومن غير فلز وهو الكلور مكونًا شكلًا بلوريًا له لون أبيض، ويدخل في الطعام، كما هو يستخدم في العديد من الصناعات الأخرى.
كلوريد البوتاسيوم
يتكون هذا المركب الأيوني من الكالسيوم، وهو عنصر معدني وعدد اثنين من أيونات الكلور، ويستخدم في العديد من المجالات الصناعية، بما في ذلك عمليات صباغة الورق، ويستخدم في علاج حالات انخفاض مستويات الكالسيوم في الدم، و يستخدم في عمليات البناء، ولتعزيز تماسك التربة ليكون صلبًا.
أكسيد المغنيسيوم
ينتج المركب عن طريق تفاعل معدن المغنيسيوم، وهو معدن، مع الأكسجين، وهو عنصر غير معدني. يستخدم المركب الأيوني في صناعة السبائك والأسمنت والألياف الزجاجية.