Ionska veza

Ionska veza je privlačna elektrostatska sila kojom se privlače pozitivni i negativni ioni u kristalu (ili molekuli).^[1]

Značajke ionske veze:

1. povezuje atome metala i nemetala
2. nastaje potpunim prijelazom jednog ili više elektrona s atoma metala na atom nemetala
3. prijelazom elektrona nastaju nove električno nabijene čestice, anioni (-) i kationi (+)
4. anioni i kationi su električno suprotno nabijene čestice, one se privlače a to privlačenje je snaga ionske veze
5. ioni mogu imati jednostruki ili višestruki naboj (1+, 2+, 3+; 1-, 2-, 3-)
6. ioni se jednako privlače u svim smjerovima u prostoru, veza nije usmjerena

Ionska veza nastaje u reakciji izrazitih metala koji u valentnoj razini imaju mali broj elektrona (Ia i IIa grupa) i nemetala koji u valentnoj razini imaju veliki broj elektrona (VIIa grupa) periodnog sustava elemenata. Atomi metala otpuštaju elektrone koje primaju atomi nemetala. Broj primljenih elektrona jednak je broju otpuštenih elektrona. Ovaj proces otpuštanja i primanja elektrona naziva se oksido-redukcija.

Primjer: Natrij je izrazit metal, a klor izrazit nemetal. Atom natrija u valentnoj razini sadrži jedan, a klor sedam elektrona. Prilikom sudara atoma natrija i klora, klor privlači i prima valentni elektron natrija kako bi postigao stabilnu oktetnu konfiguraciju plemenitog plina. Stabilan oktet elektrona natrij postiže otpuštanjem jednog elektrona, jer u L sloju ima osam elektrona. Potpunim prelaskom elektrona s atoma natrija (metal) na atom klora (nemetal) dobivaju se naelektrizirane čestice - ioni. Atom natrija ostaje pozitivno naelektriziran, a atom klora negativno naelektriziran ion. Između nastalih iona djeluju elektrostatičke sile privlačenja. Ostvarena veza između natrija i klora, odnosno između izrazitog metala i izrazitog nemetala naziva se ionska veza. Ioni natrija i klora su u prostoru pravilno raspoređeni. Valencija elemenata u ionskome spoju jednaka je broju elektrona koje je taj atom primio ili otpustio. Svi spojevi s ionskom vezom kristalne su građe. Kristali imaju pravilnu unutrašnju gradu, što mozemo zorno pokazati na primjeru najpoznatijeg ionskog kristala, natrijeva klorida. Svi ionski kristali imaju svojstvo kalavosti, koje se očituje u tome da pod djelovanjem vanjske mehaničke sile dolazi do pomicanja slojeva u kristalu.

U čvrstom stanju ionski spojevi ne vode električnu struju jer u ionskom kristalu nema slobodnih iona. Oni u čvrstom stanju ne mogu napustiti svoja mjesta zbog privlačnih sila okolnih iona. Stoga kažemo da su tvari ionske građe u čvrstom stanju izolatori.

Podjela atoma na metale i nemetale je korisna, jer nam odmah kaže nešto o svojstvima pojedinih atoma. Ipak, kod takvih podjela treba biti oprezan, jer odstupanja između različitih atoma "metala" kao i različitih atoma "nemetala" mogu biti znatna. Niti jedan atom nije apsolutni nemetal nit apsolutni metal, a dokaz za to je da ne postoji niti jedan spoj sa 100 % kovalentnom vezom i 100% ionskom vezom, čak i LiF ima malo kovalentnog karaktera veze. Dobar primjer da razvrstavanje elemenata na metale i nemetale nije uvijek najsretnije rješenje je vodik.

Što se tiče berilija, njegovi atomi međusobno se povezuju metalnom vezom kao i kod drugih zemnoalkalijskih metala, no za razliku od drugih atoma iz te skupine berilijevi spojevi s drugim elementima periodnog sustava imaju pretežno kovalentni karakter. Spojevi berilija razlikuju se od spojeva ostalih zemnoalkalijskih metala zbog malog radijusa Be²⁺ iona, te relativno velike energije ionizacije i relativno velike elektronegativnosti ovog elementa. Mali radijus s dva naboja ukazuje na veliku polarizacijsku moć Be²⁺ iona koja povećava kovalentni karakter spojeva berilija. Relativno velike vrijednosti energije ionizacije, osobito u odnosu na druge elemente ove skupine, ukazuju na energetske poteškoće pri nastajanju Be²⁺ iona. I konačno, relativno velika vrijednost koeficijenta elektronegativnosti pokazuje da postoji samo vrlo ograničen broj elemenata koji u spoju s berilijem mogu imati dovoljnu razliku elektronegativnosti karakterističnu za ionske spojeve.

Polarizacija aniona daje određeni stupanj kovalentnosti spojevima magnezija i daje kovalentni karakter spojevima s berilijem. Stoga se ionski radijus Be²⁺ iona može samo procijeniti; omjer naboj/radijus kod Be2+ -iona je veći nego li u jednog drugog kationa s izuzetkom H⁺ i B³⁺, koji se također ne javljaju kao takvi u kristalima. Najbliži omjer naboj/radijus se javlja kod iona Al³⁺, pa postoji i određene sličnosti u kemiji Be i Al.