Fa'ata'ita'iga o Fesili e Talanoaina ai Noataga Ionic
O le fusi fa'a-ionic o se ituaiga fusi fa'akemikolo e fausia e ala i le fesiitaiga o le tasi pe sili atu eletise mai le tasi atomu i le isi, ma iu ai i ni ion se lua e eseese o latou totogi ona feto'ai lea o le tasi ma le isi. O lenei fusi e masani ona tupu i le va o u'amea ma mea e le o ni u'amea. I totonu o lenei tusiga, o le a tatou va'ava'ai i fa'ata'ita'iga ma talanoaga e feso'ota'i ma le fusi fa'a-ionic e fesoasoani ia i tatou e malamalama atili ai i lenei manatu.
Fa'amatalaga ma Uiga o Noataga Ionic
E tutupu fusiua ionic pe a fegalegaleai atomu e ausia ai se faatulagaga eletise e sili atu ona mautu. E masani lava, e leiloa e atomu u'amea ni eletise e ausia ai se faatulagaga kasa mamalu, ma avea ai ma cation e molia lelei. I se isi itu, e maua e atomu e le o ni u'amea ni eletise e avea ai ma anions e molia leaga. O se fa'ata'ita'iga masani o le fusiua ionic o le fausiaina lea o le sodium chloride (NaCl) mai le sodium (Na) ma le chlorine (Cl).
O le Sodium (Na) e iai lona faatulagaga eletise o le 2,8,1 ma e masani ona leiloa le tasi le eletise e ausia ai se faatulagaga mautu o le 2,8. I le isi itu, o le chlorine (Cl) e iai lona faatulagaga eletise o le 2,8,7 ma e masani ona talia le tasi le eletise e ausia ai se faatulagaga mautu o le 2,8,8. A leiloa e le sodium le tasi le eletise i le chlorine, e fausia ai ions Na⁺ ma Cl⁻ e fetosoa’i le tasi ma le isi e fausia ai se fusi ionic, ma maua ai le masima NaCl.
Faʻataʻitaʻiga Faʻafitauli 1: Fausiaina o Ionic Bonds i le NaCl
1. Fesili: Fa'amatala pe fa'apefea ona fausia ni fusi fa'a-ionic i le va o le sodium (Na) ma le chlorine (Cl).
Tali ma Talanoaga:
– Laasaga 1: Fuafua le fa'atulagaga o le eletise.
– Sodium (Na): Numera atomika 11, faatulagaga eletise 2,8,1.
– Chlorine (Cl): Numera atomika 17, faatulagaga eletise 2,8,7.
– Laasaga 2: Fuafua le aga masani o atomika.
– E masani ona fa'asa'oloto e le Sodium (Na) le tasi le eletise e ausia ai le fa'atulagaga 2,8, ma avea ai ma Na⁺ ion.
– E masani ona talia e le chlorine (Cl) le tasi le eletise e ausia ai le faatulagaga 2,8,8, ma avea ai ma ion Cl⁻.
– Laasaga 3: Fausiaina o le fusi.
– E fa'asa'oloto e le sodium ni eletise e liua i le Na⁺ ma le moliaga o le +1.
– E talia e le chlorine ni eletise e liua i le Cl⁻ faatasi ai ma se moli e -1.
– E fetosoa'i le Na⁺ ma le Cl⁻ ions ma fausia ai ni fusi fa'a-ionic i totonu o le vaila'au mautu NaCl.
Fa'ata'ita'iga Fesili 2: Fausiaina o Noataga Ionic i le MgO
2. Fesili: Fa'amatala pe fa'apefea ona fausia se fusi fa'a-ionic i le va o le magnesium (Mg) ma le oxygen (O) e fausia ai le magnesium oxide (MgO).
Tali ma Talanoaga:
– Laasaga 1: Fuafua le fa'atulagaga o le eletise.
– Makenesiuma (Mg): Numera atomika 12, faatulagaga eletise 2,8,2.
– Okesene (O): Numera atomika 8, faatulagaga eletise 2,6.
– Laasaga 2: Fuafua le aga masani o atomika.
– E masani ona fa'asa'oloto e le Magnesium (Mg) ni eletise se lua e ausia ai le fa'atulagaga 2,8, ma avea ai ma ion Mg²⁺.
– E masani ona talia e le Okesene (O) ni eletise se lua e ausia ai le faatulagaga 2,8, ma avea ai ma ion O²⁻.
– Laasaga 3: Fausiaina o le fusi.
– E fa'asa'oloto e le Magnesium ni eletise se lua e liua i le Mg²⁺ ma le moliaga o le +2.
– E talia e le okesene ni eletise se lua e avea ma O²⁻ faatasi ai ma le moliaga o le -2.
– E fetosoa'i le tasi i le isi ions o le Mg²⁺ ma le O²⁻ e fausia ai ni fusi fa'aion i totonu o le MgO compound.
Faataitaiga 3: Fuafuaina o le Malosiaga o se Faamalositino NaCl Lattice
3. Fesili: Fuafua le malosiaga o le lattice e manaʻomia e fausia ai le NaCl mai ona ions.
Tali ma Talanoaga:
O le malosi o le lattice o le malosi lea e fa'asa'olotoina pe a tu'ufa'atasia ions i le tulaga kesi e fausia ai le tasi mole o se tioata mautu o se fa'aputuga ionic. E mafai ona fa'atatauina le malosi o le lattice o le NaCl e fa'aaoga ai le fua fa'atatau a Born-Haber.
E mafai ona faʻaalia le malosi o le lattice o le eseesega atoa o le malosi i le va o ions i le tulaga kasa ma le malosi pe a fusifusia i totonu o se lattice tioata mautu.
Mo le NaCl:
– Malosiaga o le sublimation Na: ΔH_sub = 107 kJ/mol
– Malosiaga o le ionization o le Na: ΔH_ion = 496 kJ/mol
– Malosiaga o le vavaeʻeseina o le Cl₂: ΔH_diss/2 = 122 kJ/mol
– Feso'ota'iga eletise o le Cl: ΔH_ea = -349 kJ/mol
– Malosiaga o le Lattice (U): E le o iloa, e tatau ona tatou sailia.
Mai le Born-Haber cyclic, e mafai ona tatou tusia:
U = ΔH_sub(Na) + ΔH_ion(Na) + ΔH_diss(Cl₂)/2 + ΔH_ea(Cl) – ΔH_form
Afai tatou te iloa o le enthalpy o le fausiaina (ΔH_form) o le NaCl e -411 kJ/mol, ona:
U = (107 + 496 + 122 – 349) kJ/mol – (-411 kJ/mol)
U = 107 + 496 + 122 – 349 + 411
U ≈ 787 kJ/mol
Faʻataʻitaʻiga 4: Kalafi o le Malosiaga Faʻapitoa vs. Mamao i le va o Ions
4. Fesili: Tusi se kalafi o le malosiaga gafatia e faʻatusatusa i le mamao i le va o ions Na⁺ ma Cl⁻ i le NaCl, ma faʻamatala le mea e tupu pe a suia le mamao i le va o ions e lua.
Tali ma Talanoaga:
E mafai ona fa'amatalaina le malosiaga gafatia i le va o ions e lua i totonu o se fa'aputuga ionic e fa'aaoga ai le fua fa'atatau a Coulomb:
\[ E \propto \frac{q_1 q_2}{r} \]
O fea o le \( E \) o le malosiaga gafatia, \( q_1 \) ma le \( q_2 \) o le totogi o ion, ma le \( r \) o le mamao i le va o ion. O le kalafi o le malosiaga gafatia e faʻatusatusa i le mamao i le va o ion e masani lava o se piʻo e faʻaitiitia pe a latalata i le zero ona faʻateleina lea ma le vave pe a latalata le mamao i le zero.
– Mamao Tele (e matuā tele lava le r): E lata i le zero le malosiaga gafatia auā e matuā vaivai lava le malosi faatosina i le va o ions Na⁺ ma Cl⁻.
– Mamao Lelei (e tusa ma le mamao o le crystal lattice): E oo atu le malosiaga gafatia i lona tau maualalo, e faailoa mai ai le tulaga sili ona mautu lea e tosina malosi ai le Na⁺ ma le Cl⁻ ae le o se mea e matua vavalalata tele. O le mamao lea e sili ona mautu ai le crystal NaCl.
– Mamao Laiti (e matuā laʻitiiti lava le r): E matuā faʻateleina le malosi gafatia ona o loʻo i ai le feteʻenaʻiga i le va o ao eletise o ions e lua, ma tuliesea ai le tasi mai le isi.
I le faaiuga, o le fusifusia ionic o se mataupu faavae autu i le kemisi, e aofia ai le fesootaiga eletise i le va o ions e feteenai le totogi. O le malamalama i lenei manatu e ala i ituaiga faafitauli eseese ma a latou fofo e fesoasoani ia i tatou e malamalama ai i amioga a mea tuufaatasi i lalo o tulaga eseese. I le iloaina o lenei manatu, e mafai ona tatou talisapaia le auala e fausia ai fusifusia kemikolo ma le auala e fausia ai fausaga tioata tatou te fetaiai i le olaga i aso taitasi.
