Czy wiesz, że istnieje latawiec napędzany niezwykłym wiatrem jonowym? Nazywa się jonolot. Jego silnik składa się z dwóch elektrod między którymi występuje duże napięcie elektryczne - powyżej 30 kV. Dzięki temu następuje jonizacja powietrza. Chmury jonowe są przyciągane przez jedną z elektrod, wywołując wiatr jonowy. Wiatr ten popycha cały silnik do góry. Czym są jony i jak powstają dowiesz się z tej lekcji. W lekcji dotyczącej wiązania kowalencyjnego mówiliśmy, dlaczego atomy niemetali się łączą i o ich dążeniu do szczęścia w postaci ośmiu lub dwóch elektronów na ostatniej powłoce. Zapraszam cię do obejrzenia tego filmu. Dzisiaj poznamy drugi rodzaj wiązania jakie najczęściej łączy metale z niemetalami. Spójrzmy na atom sodu. Sód znajduje się w pierwszej grupie układu okresowego i ma w związku z tym jeden elektron na ostatniej powłoce. Aby uzyskać wymarzone osiem musiałby zdobyć aż siedem elektronów. To praktycznie niewykonalne. Ale gdyby pozbył się jednego elektronu jaki posiada na tej powłoce zostanie mu szczęśliwa ósemka na powłoce bliżej jądra. Stanie się bowiem ona jego ostatnią powłoką. Oddanie jednego elektronu nie może być trudne. Na pewno znajdą się chętni, żeby go przyjąć. Takim chętnym może być np. atom chloru. On ma 7 elektronów na ostatniej powłoce. Już widzisz, jaki deal się tu szykuje? Tak, dokładnie, atom sodu odda jeden elektron atomowi chloru. Każdy będzie szczęśliwy i w sumie mogliby się rozejść... Jest tylko jeden, mały problem: Sód ma 11 dodatnich protonów w jądrze i 11 ujemnych elektronów krążących wokół tego jądra. Jeśli odda jeden elektron, zostanie mu tylko 10 a więc ilość ładunków dodatnich przeważy te ujemne o jeden. Całkowity ładunek takiego atomu nie będzie już równał się 0 ale plus jeden. Taką cząstkę nazywamy jonem dodatnim czyli kationem. W atomie chloru rzecz się ma odwrotnie. Po przyjęciu elektronu od sodu to ilość ładunków ujemnych przeważy. Chlor, który ma 17 protonów w jądrze i 17 swoich własnych elektronów po przyjęciu dodatkowego minusa stanie się jonem ujemnym, czyli anionem. Dostrzegasz już, dlaczego sód z chlorem nie będą mogły się rozejść? Plusy i minusy przyciągają się. Dlatego kation sodu i anion chloru zostają połączone wiązaniem jonowym. Trzeba zapamiętać, że wiązanie jonowe powstaje, gdy różnica elektroujemności między atomami jest równa co najmniej jednej całej i siedmiu dziesiątym. Chlor ma elektroujemność 3. Sód - dziewięć dziesiątych. A więc różnica między nimi to 2,1 czyli więcej niż 1,7. Powstanie jonów możemy zapisać za pomocą reakcji: Atom sodu po oddaniu jednego elektronu stanie się jonem jednododatnim inaczej mówiąc kationem jednowartościowym natomiast atom chloru po przyjęciu jednego elektronu da jednoujemny jon chlorkowy nazywany też anionem jednowartościowym. Warto wiedzieć, że związki jonowe nie tworzą pojedynczych cząsteczek. Jony dodatnie i ujemne układają się naprzemiennie, tworząc kryształ jonowy. Więcej o właściwościach takich kryształów dowiesz się z innej lekcji. Omówmy to wiązanie na kolejnym przykładzie. Weźmy tlenek magnezu. Tym razem zrobimy to pisemnie. Magnez jest aktywnym metalem z drugiej grupy układu okresowego a więc ma na ostatniej powłoce dwa elektrony. Rysując wzory elektronowe atomów tworzących wiązanie jonowe rysujemy tylko elektrony z ostatniej powłoki aby rysunek był czytelny. Magnezowi, podobnie jak sodowi, trudno będzie dobrać elektrony do szczęśliwej ósemki ale jeśli odda te dwa, które posiada na bliższej jądru powłoce zostanie mu osiem. Komu mógłby je oddać? Najchętniej takiemu pierwiastkowi któremu akurat dwóch elektronów brakuje do ósemki. Może sobie wybrać na przykład tlen. Ten niemetal znajduje się w 16. grupie ma więc na ostatniej powłoce sześć elektronów i z wielką radością przyjmie brakujące dwa od aktywnego metalu, jakim jest magnez. I podobnie jak to było w chlorku sodu tutaj również pierwiastki tworzą jony. Magnez oddał 2 minusy więc jego ładunek całkowity to teraz dwa plusy, staje się więc dwuwartościowym kationem. A tlen, który te dwa dodatkowe minusy przyjął staje się dwuwartościowym anionem. Zapiszmy jeszcze reakcję powstawania jonów. Atom magnezu oddaje dwa elektrony i staje się dwuwartościowym kationem magnezu. Natomiast atom tlenu przyjmuje 2 elektrony i staje się dwuwartościowym anionem. Spróbujmy teraz rozrysować trochę trudniejszy przypadek. Wzór elektronowy siarczku glinu. Atom glinu ma na ostatniej powłoce 3 elektrony, których chciałby się pozbyć. Siarce natomiast brakuje tylko dwóch. Jak się dogadają? Atom glinu zawoła do pomocy jeszcze jednego kolegę. Będą mieli wtedy do oddania razem sześć elektronów, co zaspokoi potrzeby trzech atomów siarki. Powstają nam więc dwa trójwartościowe kationy glinu i trzy dwuwartościowe aniony siarczkowe. Tu także zapiszmy równania powstawania jednego kationu i jednego anionu. Atom glinu oddaje 3 elektrony i staje się trójwartościowym kationem, natomiast atom siarki przyjmuje dwa elektrony i staje się dwuwartościowym anionem. Teraz zadanie dla ciebie. Samodzielnie rozrysuj wzór elektronowy fluorku wapnia, a potem sprawdź czy masz tak samo, jak ja. Mój wzór wygląda tak: Czy wyszło ci tak samo? Jeśli tak, to gratulacje! Wiązanie jonowe to wiązanie chemiczne które polega na elektrostatycznym przyciąganiu jonów o przeciwnych ładunkach. Powstaje ono, gdy różnica elektroujemności między pierwiastkami wynosi co najmniej 1,7. Atom, który oddaje elektrony, staje się jonem dodatnim, czyli kationem. Atom, który elektrony przyjmuje, staje się jonem ujemnym, czyli anionem. Musisz przyznać, że atomy wykazują sporo sprytu i pomysłowości w osiąganiu swoich celów. Jeśli twoim jest zdobycie świetnych ocen z chemii, zapraszam po więcej wiadomości na pistacja.tv.