1.1.1. Ионная связь

При возникновении ионных связей электроны передают­ся от одного атома к другому. Рассмотрим реакцию между натрием и хлором (рис. П. 1.2, А). Атом натрия, теряя элек­трон, получает положительный заряд +1 (его ядро, содер­жащее 11 положительно заряженных протонов, окружено теперь 10 отрицательно заряженными электронами). Атом хлора, приобретая электрон, получает отрицатель­ный заряд — 1. У обоих атомов внешние оболочки оказы­ваются заполненными и, следовательно, стабильными.

Такие заряженные частицы уже не являются настоящими атомами. Их называют ионами. Ион натрия обоз­начают Na⁺, а ион хлора (хлорид-ион) — С1^- Положительно заряженные ионы называются катионами, а отрицательно заряженные — анионами. Соединение, образо­вавшееся в результате реакции между натрием и хлором, называют хлоридом натрия (его формула — NaС1), но молекул NаС1 не существует. Вместо молекул кристалличе­ская решетка хлорида натрия состоит из ионов натрия и хлорид-ионов в равных соотношениях (ионная формула— Nа⁺С1^-). Подобные соединения, образовавшиеся в результате переноса электронов, называются ионными соединениями. Образуются они главным образом тогда, когда металлы реагируют с неметаллами. Металл образу­ет катион, а неметалл — анион. Все соли представляют собой ионные соединения. ,

Другим типичным примером ионного соединения может служить хлорид кальция — СаСl (рис. П. 1.2, Б). В этом случае атом кальция теряет два электрона, а каж­дый атом хлора приобретает по одному. Ион кальция обозначают поэтому Са⁺⁺ или Са²⁺.

Число передаваемых электронов (которые приобре­таются или теряются) характеризует валентность атома, т. е. его способность к образованию химических связей. Из сказанного выше видно, что натрий и хлор однова­лентны, а кальций — двухвалентен. Таким образом, число, стоящее в символе иона перед знаком «плюс» или «минус», указывает его валентность; например, ва­лентность иона калия и гидроксид-иона (К⁺ и ОН^-) равна 1, валентность иона магния и сульфат-иона (Мg²⁺ и SО₄^2-) равна 2, а валентность иона алюминия (Аl³⁺) равна 3.

Рис 2. А.Образование хлорида натрия. Б.Образование хлорида кальция. В.Образование молекулы хлора. Г. Формула метана. Д. Формула этена. Для наглядности электроны, принадлежащие разным атомам, обозначены разными значками (крестиком, черными или белыми кружками). В действительности все электроны одинаковы. На рис. В, Г и Д показаны только внешние электронные оболочки.

Ионные формулы

Ионные соединения существуют не в молекулярной, а в ионной форме. Ионная формула показывает соотноше­ние, в котором элементы входят в данное соединение; например, ионная формула оксида алюминия, АlОз, оз­начает, что ионы А1³⁺ и О^2- входят в это соединение в со­отношении 2:3. Если ион состоит из нескольких ато­мов, как, например, сульфат-ион (SО₄^2-), и если таких ионов в соединении несколько, то в ионной формуле используются скобки, например Аl₂(SО₄)₃; в ионной формуле Na₂SO₄ скобки не нужны, поскольку в этом со­единении присутствует только один сульфат-ион.