خواص المركبات الايونية

ما هي المركبات الأيونية؟

المركبات الأيونية هي مركبات تنشأ عن ارتباط أيونات موجبة الشحنة مع أيونات سالبة الشحنة بقوى تجاذب كهروستاتية أي الكهرباء الساكنة مما يُنشئ رابطة تسمى الرابطة الأيونية، إذ تنشأ الرابطة الأيونية عند تفاعل عنصرين أحدهما تميل ذراته لفقد الإلكترونات وهي الفلزات والآخر تميل ذراته لكسب الإلكترونات وهي اللافلزات ليصل كلٌّ منهما إلى الاستقرار.

إن انتقال الإلكترونات من عنصر إلى الآخر تنشأ عنه أيونات موجبة الشحنة وأخرى سالبة الشحنة، وتنشأ بين هذه الأيونات مختلفة الشحنات قوة جذب كهروستاتية تسمى هذه العلاقة الكيميائية (الرابطة الأيونية)، وعلى سبيل المثال عند تفاعل عنصر الصوديوم الموجود في المجموعة الأولى من الجدول الدوري مع عنصر الكلور الموجود في المجموعة 17 من الجدول الدوري فإن ذرة عنصر الصوديوم تتخلى عن الإلكترون الموجود في مدارها الأخير ويتشكل أيون الصوديوم موجب الشحنة وينتقل هذا الإلكترون إلى المدار الأخير لذرة الكلور الذي تميل ذراته إلى كسب إلكترونات ليكتمل عدد الإلكترونات في المدار الأخير لديها فيتشكل أيون الكلور سالب الشحنة وتنشأ بين هذه الأيونات مختلفة الشحنة قوى تجاذب كهروستاتية تسمى الرابطة الأيونية.^[١]

ما هي خواص المركبات الأيونية؟

تعتمد خواص المركبات الأيونية على قوة التجاذب بين الأيونات الموجبة والسالبة في الرابطة الأيونية، وتتميز المركبات الأيونية بالعديد من الخصائص منها ما يلي:^[٢]

• تشكل البلورات، إذ إنّ المركبات الأيونية تتشكل من شبكاتٍ بلورية بدلًا عن مواد صلبة غير متبلورة، على الرغم أن المركبات الجزيئية تشكل بلورات إلا أنها تكون فيها أكثر ليونة مما هي في البلورات الأيونية، إذ إن ترتيب الذرات في البلورات الأيونية منتظمة الشكل إذ يتناوب الأيون الموجب الكاتيون والأيون السالب الأنيون مع بعضهما لتشكيل مركب ثلاثي الأبعاد يعتمد اعتمادًا كبيرًا على الأيونات الأصغر حجمًا التي تملأ الفجوات بين الأيونات الأكبر حجمًا.
• درجة الانصهار والغليان مرتفعة، إذ تحتاج إلى درجات حرارة مرتفعة لتتغلب على الروابط الأيونية بين الأيونات الموجبة والسالبة في المركبات الأيونية لذلك تحتاج طاقة كبيرة لصهر المركبات الأيونية أو غليانها.
• حرارة الانصهار والتبخر أعلى من المركبات الجزيئية، إذ تعرف حرارة الانصهار بكمية الحرارة اللازمة لصهر مول واحد من المادة الصلبة تحت ضغط ثابت، وتعرف حرارة التبخير بأنها كمية الحرارة اللازمة لتبخير مول من مركب صلب تحت ضغط ثابت، وتعد حرارة الانصهار والتبخر في المركبات الأيونية أعلى بنحو 10-100 مرة من معظم المركبات الجزيئية.
• صلبة وهشة، إذ تتسم المركبات الأيونية بالصلابة وذلك لأن الأيونات الموجبة والسالبة تنجذب بقوة مع بعضها مما يجعل فصلها صعبًا، مع ذلك فإنه عند تعريض البلورات الأيونية لقوة ضغط فإن الأيونات متماثلة الشحنة تنجبر على الاقتراب من بعضها مما يزيد من التنافر بينها وهذا التنافر يمكن أن يكون كافيًا لتقسيم البلورة ويكون سبب هشاشتها.
• محاليلها ومصاهيرها موصلة للتيار الكهربائي، إذ تتأين المركبات الأيونية عند ذوبانها بالماء إلى أيونات موجبة وأخرى سالبة حرة الحركة توصل التيار الكهربائي كما أن مصاهيرها موصلة للتيار الكهربائي أيضًا.
• عازلة للتيار الكهربائي في الحالة الصلبة، على الرغم من أن محاليلها ومصاهيرها موصلة للتيار الكهربائي، إلا أنها في حالتها الصلبة تكون عازلة للتيار الكهربائي وذلك بسبب قوة الروابط بين الأيونات الموجبة والسالبة فيها.

من الأمثلة المألوفة لكِ في المطبخ ملح الطعام اسمه العلمي كلوريد الصوديوم فهو مركب أيوني درجة انصهاره عالية تصل إلى 800 درجة مئوية، وفي حين أنه غير موصل للكهرباء وهو في الحالة الصلبة إلا أنه عند إذابته بالماء أو صهره يوصل الكهرباء بسهولة، وإذا فحصتِ البلورات ستلاحظين أنها مكعبة الشكل منتظمة لكنها هشة يسهل طحنها، وعلى الرغم من أنها تتميز بالمذاق المالح إلا أنه يصعب تمييزها بالشم وهي في الحالة الصلبة لأن ضغط البخار لها منخفض.

كيف تُسمّى المركبات الأيونية؟

قد تبدو تسمية المركبات الأيونية من الأمور الصعبة ولكن اتباع بعض القواعد يساعدكِ على التحويل بين الصيغة الكيميائية للمركب الأيوني واسمه فلا بد من اتباع القواعد الرئيسية الآتية:^[٣][٤]

• نحدد الأيون الموجب والأيون السالب في المركب الأيوني، إذ إن الأيونات يمكن أن تكون بشكل ذرات مفردة كما في المركب كلوريد الصوديوم، ويمكن أن يكون الجزء الموجب الكاتيون معدنيًّا والجزء السالب يكون أيونًا متعدد الذرات.
• في حال كان الأيون الموجب أو السالب متعدد ذرات فإنه يسمى الأيون باسم المجموعة كما هي، ومن هذه الأيونات متعددة الذرات الشائعة: هيدروكسيد (OH-)، وكربونات (CO3-)، والفوسفات (PO43-)، ونترات (NO3-)، وكبريتات (SO42-)، وعلى سبيل المثال 2(Ca(NO3 يسمى نترات الكالسيوم.
• عند تسمية المركب الأيوني فإن الأيون الموجب الكاتيون يبقى باسم العنصر نفسه في الجدول الدوري أمّا الأيون السالب الأنيون يبقى مثل اسم العنصر لكن بإضافة المقطع 'يد' نهاية اسم العنصر.
• مجموع شحنات الأيونات الموجبة والسالبة في المركب الأيوني يجب أن يكون صفرًا، لذلك عدد الأيونات الموجبة والسالبة في المركب يكون متوازنًا إذ يكون المركب متعادل الشحنة فمثلًا أيون الكالسيوم شحنته موجب اثنين يتحد مع أيونات من البروميد شحنته سالب واحد في المركب بروميد الكالسيوم ونظرًا لأنها أبسط صورة فلا داعي لتسميته ثنائي بروميد الكالسيوم.
• في حال كان الأيون الموجب الكاتيون متغير الشحنة نحدد شحنته باستخدام الأرقام الرومانية وتكون له قيمة شحنة الأيون نفسها تكتب بين قوسين بعد اسم الكاتيون، على سبيل المثال أيون الحديد الذي يحمل الشحنة موجب 2 يكتب حديد (II).

أمثلة على المركبات الأيونية

تُوجد العديد من الأمثلة على المركبات الكيميائية التي لها استخدامات في حياتنا على نطاق واسع منها:^[٥]

• كلوريد الصوديوم.
• فلوريد الليثيوم.
• بروميد الصوديوم.
• أكسيد المغنيسيوم.
• كبريتيد الكالسيوم.
• سيلينيد البيريليوم.
• يوديد النحاس.
• برمنغنات الصوديوم.
• نيترات البوتاسيوم.
• هيدروكسيد البوتاسيوم.

من حياتكِ لكِ

ليسهل عليكِ تعليم طلابكِ المركبات الأيونية فيجدر بكِ التركيز على تعريف طلابكِ على الجدول الدوري، فكلما تعرف طلابكِ على الجدول الدوري أكثر سيكون من السهل عليهم التعرف على المركبات الأيونية بسهولة، فالجدول الدوري هو رسم بياني يتضمن الاسم الكامل لجميع العناصر ورموزها مما يمكنهم من كتابة الصيغة الكيميائية للمركب ومعرفة الذرات التي يتكون منها المركب عند إعطائكِ لهم اسم المركب الكيميائي، بالإضافة إلى أنه يمكنهم تحديد شحنة التكافؤ لكل عنصر، وستلاحظين أن بعض الجداول الدورية يمكن أن تسرد عدد التكافؤ وإشارة شحنته السالبة أو الموجبة، والأيونات الموجبة تكون موجودة في المجموعة الأولى وشحنتها +1 وفي المجموعة الثانية وشحنتها +2 والمجموعات من 13، 14، 18 تكون متغيرة الشحنة أمّا الأيونات السالبة تكون في المجموعات 15 إلى 17، ثم وزن الشحنات وعدد الذرات ليكون المجموع صفرًا، وإنّ تدريبكِ لهم على كتابة الصيغة الكيميائية للمركب يجعل تسميتهم للمركبات أمرًا مألوفًا وسهلًا.^[٤]

المراجع

1. ↑ "Molecular and Ionic Compounds"، chem.libretexts، 2019-6-5، Retrieved 14-06-2020. Edited.
2. ↑ Anne Marie Helmenstine، Ph.D (2019-5-11)، "Ionic Compound Properties، Explained"، thoughtco، Retrieved 14-06-2020. Edited.
3. ↑ "Naming Ionic Compounds"، lumenlearning،، Retrieved 14-06-2020. Edited.
4. ^ ^{أ ب} Cara Batema (2018-3-9)، "Easy Way to Learn Chemistry Formulas"، sciencing، Retrieved 14-06-2020. Edited.
5. ↑ "Ionic Bond Examples"، yourdictionary، Retrieved 14-06-2020. Edited.