בייַשפּיל פֿראַגן וועגן יאָנישע בונדס
אן יאנישע בונד איז א סארט כעמישע בונד וואס ווערט געשאפן דורך דעם טראנספער פון איין אדער מער עלעקטראנען פון איין אטאם צום אנדערן, וואס רעזולטירט אין צוויי יאנען מיט פארקערטע לאדונגען וואס ציען זיך דאן איינער דעם אנדערן. די בונד פאסירט געווענליך צווישן מעטאלן און נישט-מעטאלן. אין דעם ארטיקל וועלן מיר קוקן אויף ביישפילן און דיסקוסיעס וועגן יאנישע בונדן צו העלפן אונז בעסער פארשטיין דעם באגריף.
דעפֿיניציע און קעראַקטעריסטיקס פון יאָנישע בונדס
יאָנישע פֿאַרבינדונגען פּאַסירן ווען אַטאָמען אינטעראַקטירן צו דערגרייכן אַ מער סטאַבילע עלעקטראָן קאָנפיגוראַציע. טיפּישערווייַז, מעטאַל אַטאָמען פאַרלירן עלעקטראָנען צו דערגרייכן אַן איידעלע גאַז קאָנפיגוראַציע, און ווערן פּאָזיטיוו טשאַרדזשד קאַטיאָנען. פאַרקערט, ניט-מעטאַל אַטאָמען באַקומען עלעקטראָנען צו ווערן נעגאַטיוו טשאַרדזשד אַניאָנען. א געוויינטלעכער בייַשפּיל פון יאָנישע פֿאַרבינדונג איז די פאָרמירונג פון נאַטריום קלאָריד (NaCl) פון נאַטריום (Na) און קלאָר (Cl).
נאטריום (Na) האט אן עלעקטראן קאנפיגוראציע פון 2,8,1 און טענדירט צו פארלירן איין עלעקטראן צו דערגרייכן א סטאבילן קאנפיגוראציע פון 2,8. פון דער אנדערער זייט, כלור (Cl) האט אן עלעקטראן קאנפיגוראציע פון 2,8,7 און טענדירט צו אננעמען איין עלעקטראן צו דערגרייכן א סטאבילן קאנפיגוראציע פון 2,8,8. ווען נאטריום פארלירט איין עלעקטראן צו כלור, ווערן Na⁺ און Cl⁻ יאנען געשאפן, וועלכע צוציען זיך איינער דעם אנדערן צו פארמירן אן יאנישע פארבינדונג, וואס פראדוצירט דאס זאלץ NaCl.
בייַשפּיל פּראָבלעם 1: פאָרמירונג פון יאָנישע בונדן אין NaCl
1. פראגע: ערקלערט ווי יאנישע פארבינדונגען ווערן געשאפן צווישן נאטריום (Na) און כלור (Cl).
ענטפֿערס און דיסקוסיע:
– שריט 1: באַשטימען די עלעקטראָן קאָנפיגוראַציע.
– נאַטריום (Na): אַטאָמישע נומער 11, עלעקטראָן קאָנפיגוראַציע 2,8,1.
– כלאָר (Cl): אַטאָמישע נומער 17, עלעקטראָן קאָנפיגוראַציע 2,8,7.
– שריט 2: באַשטימען די אַטאָמישע טענדענצן.
– נאַטריום (Na) טענדירט צו באַפֿרײַען איין עלעקטראָן צו דערגרייכן די 2,8 קאָנפיגוראַציע, און ווערט דער Na⁺ יאָן.
– כלאָר (Cl) טענדירט צו אָננעמען איין עלעקטראָן צו דערגרייכן אַ 2,8,8 קאָנפיגוראַציע, און ווערט דער Cl⁻ יאָן.
– שריט 3: בונד פאָרמאַציע.
– נאַטריום לאָזט אַרויס עלעקטראָנען צו ווערן Na⁺ מיט אַ לאָדונג פון +1.
כלאָר נעמט אָן עלעקטראָנען צו ווערן Cl⁻ מיט אַ לאָדונג פון -1.
– Na⁺ און Cl⁻ יאָנען צוציען זיך איינער דעם אַנדערן און פֿאָרמען יאָנישע פֿאַרבינדונגען אין דער סטאַבילער NaCl פֿאַרבינדונג.
בייַשפּיל קשיא 2: פאָרמירונג פון יאָנישע בונדן אין MgO
2. פראגע: ערקלערט ווי אזוי א יאנישע פארבינדונג ווערט געשאפן צווישן מאגנעזיום (Mg) און זויערשטאף (O) צו שאפן מאגנעזיום אקסייד (MgO).
ענטפֿערס און דיסקוסיע:
– שריט 1: באַשטימען די עלעקטראָן קאָנפיגוראַציע.
– מאַגנעזיום (Mg): אַטאָמישע נומער 12, עלעקטראָן קאָנפיגוראַציע 2,8,2.
– זויערשטאָף (O): אַטאָמישע נומער 8, עלעקטראָן קאָנפיגוראַציע 2,6.
– שריט 2: באַשטימען די אַטאָמישע טענדענצן.
– מאַגנעזיום (Mg) טענדירט צו באַפֿרײַען צוויי עלעקטראָנען צו דערגרייכן די 2,8 קאָנפיגוראַציע, און ווערט דער Mg²⁺ יאָן.
– זויערשטאָף (O) טענדירט צו אָננעמען צוויי עלעקטראָנען צו דערגרייכן די 2,8 קאָנפיגוראַציע, און ווערט דער O²⁻ יאָן.
– שריט 3: בונד פאָרמאַציע.
– מאַגנעזיום לאָזט אַרויס צוויי עלעקטראָנען צו ווערן Mg²⁺ מיט אַ לאָדונג פון +2.
– זויערשטאָף נעמט אָן צוויי עלעקטראָנען צו ווערן O²⁻ מיט אַ לאָדונג פון -2.
– Mg²⁺ און O²⁻ יאָנען צוציען זיך איינער דעם אַנדערן צו פאָרמירן יאָנישע בונדן אין דער MgO קאַמפּאַונד.
בייַשפּיל 3: רעכענען די ענערגיע פון אַ NaCl גיטער געניטונג
3. פראגע: באַשטימען די גיטער ענערגיע וואָס איז נויטיק צו שאַפֿן NaCl פֿון זייַנע יאָנען.
ענטפֿערס און דיסקוסיע:
גיטער ענערגיע איז די ענערגיע וואס ווערט ארויסגעלאזט ווען יאנען אין גאז-צושטאנד פארבינדן זיך צו פארמירן איין מאל פון א פעסטן קריסטאל פון אן יאנישן פארבינדונג. די גיטער ענערגיע פון NaCl קען ווערן געשאצט מיט דער בארן-האבער גלייכונג.
גיטער ענערגיע קען אויסגעדריקט ווערן ווי דער גאַנצער ענערגיע אונטערשייד צווישן די יאָנען אין דעם גאַזיקן צושטאַנד און די ענערגיע ווען זיי זענען געבונדן אין אַ האַרטער קריסטאַל גיטער.
פֿאַר NaCl:
– נאַ סובלימאַציע ענערגיע: ΔH_sub = 107 קדזש/מאָל
– נאַטריום ייאַניזאַציע ענערגיע: ΔH_יאָן = 496 קדזש/מאָל
– דיסאָסיאַציע ענערגיע פון Cl₂: ΔH_diss/2 = 122 kJ/mol
– עלעקטראָן אַפיניטי פון Cl: ΔH_ea = -349 kJ/mol
– גיטער ענערגיע (U): אומבאַקאַנט, מיר מוזן עס געפֿינען.
פֿון דעם באָרן-האַבער ציקל, קענען מיר שרײַבן:
U = ΔH_sub(Na) + ΔH_ion(Na) + ΔH_diss(Cl₂)/2 + ΔH_ea(Cl) – ΔH_form
אויב מיר ווייסן אַז די ענטהאַלפּיע פון פאָרמאַציע (ΔH_פאָרעם) פון NaCl איז -411 kJ/mol, דאַן:
U = (107 + 496 + 122 – 349) קדזש/מאָל – (-411 קדזש/מאָל)
ו = 107 + 496 + 122 - 349 + 411
U ≈ 787 קדזש/מאָל
בייַשפּיל 4: גראַפיק פון פּאָטענציעלער ענערגיע קעגן דיסטאַנץ צווישן יאָנען
4. פראגע: צייכנט א גראף פון פאטענציעלער ענערגיע קעגן דיסטאַנץ צווישן Na⁺ און Cl⁻ יאנען אין NaCl, און דערקלערט וואס פאסירט ווען די דיסטאַנץ צווישן די צוויי יאנען ענדערט זיך.
ענטפֿערס און דיסקוסיע:
די פּאָטענציעלע ענערגיע צווישן צוויי יאָנען אין אַן יאָנישער קאַמפּאַונד קען באַשריבן ווערן מיט קולאָמבס גלייכונג:
\[ E \propto \frac{q_1 q_2}{r} \]
וואו \(E \) איז די פּאָטענציעלע ענערגיע, \(q_1 \) און \(q_2 \) זענען די יאָן לאָדונגען, און \(r \) איז די דיסטאַנץ צווישן די יאָנען. דער גראַפיק פון פּאָטענציעלער ענערגיע קעגן דיסטאַנץ צווישן יאָנען איז געוויינטלעך אַ קורווע וואָס פאַרקלענערט זיך ווען עס דערנענטערט זיך צו נול און דאַן וואַקסט שאַרף ווען די דיסטאַנץ דערנענטערט זיך צו נול.
– גרויסע דיסטאַנץ (r איז זייער גרויס): די פּאָטענציעלע ענערגיע איז נאָענט צו נול ווײַל די אַטראַקטיווע קראַפט צווישן Na⁺ און Cl⁻ יאָנען איז זייער שוואַך.
– אידעאַלע דיסטאַנץ (אומגעפער די קריסטאַל גיטער דיסטאַנץ): די פּאָטענציעלע ענערגיע דערגרייכט איר מינימום ווערט, וואָס ווייַזט אויף דעם מערסטן סטאַבילן צושטאַנד וואו Na⁺ און Cl⁻ ווערן צוגעצויגן גאַנץ שטאַרק אָבער נישט צו נאָענט. דאָס איז די דיסטאַנץ ביי וועלכער דער NaCl קריסטאַל איז מערסטן סטאַביל.
– קליינע דיסטאַנץ (r איז זייער קליין): די פּאָטענציעלע ענערגיע וואַקסט שטאַרק ווײַל עס איז דאָ אַ אָפּשטויסונג צווישן די עלעקטראָן וואלקנס פון די צוויי יאָנען, וואָס טרייבט זיי אַוועק איינער פון דעם אַנדערן.
אין מסקנא, יאָנישע פֿאַרבינדונג איז אַ יסודותדיקער פּרינציפּ אין כעמיע, וואָס באַטראַפֿט די עלעקטראָמאַגנעטישע אינטעראַקציע צווישן קעגנגעזעצלעך געלאָדענע יאָנען. פֿאַרשטיין דעם באַגריף דורך פֿאַרשידענע טיפּן פּראָבלעם און זייערע לייזונגען העלפֿט אונדז פֿאַרשטיין דאָס נאַטור פֿון פֿאַרבינדונגען אונטער פֿאַרשידענע באַדינגונגען. דורך באַהערשן דעם באַגריף, קענען מיר אָפּשאַצן ווי כעמישע פֿאַרבינדונגען פֿאָרמירן זיך און ווי די קריסטאַלינע סטרוקטורן וואָס מיר טרעפֿן אין וואָכעדיקן לעבן ווערן געשאַפֿן.
