Ioni i ionski spojevi

Formula kojom prikazujemo najmanji omjer atoma ili iona u kemijskom spoju nazivamo empirijska formula.

\n

Kloridi su spojevi metala i klora, a u ovom slučaju metal je željezo. Znamo da je klor u kloridima jednovalentan a iz zadanog naziva spoja znamo da je željezo u ovom spoju dvovalentno. Moramo pronaći najmanji zajednički višekratnik valencija željeza i klora. Najmanji zajednički višekratnik od 2(valencija željeza) i 1 (valencija klora) je 2. Kako bi odredili indeks elemenata u spoju tj. broj atoma željeza i klora moramo najmanji zajednički višekratnik podijeliti sa valencijom svakog elementa. Za željezo je to 2 (najmanji zajednički višekratnik) podijeljeno sa 2 (valencija željeza)i dobivamo da je indeks željeza u spoju 1. Za klor je to 2 (najmanji zajednički višekratnik) podijeljeno sa 1 (valencija klora) i dobivamo da je indeks klora u spoju 2 (2:1=2). Ako je broj atoma nekog elementa u spoju 1 onda njega ne pišemo uz simbol elementa u spoju. Kako smo već ranije naučili simbole za željezo (Fe) i klor (Cl) onda znamo da je formula spoja FeCl₂

\n

Koliko je bakar valentan u spoju CuO. Atom kisika ima stalnu valenciju te je dvovalentan, dok atom bakra  u različitim spojevima može imati različite valencije. Da bi odredili valenciju bakra moramo odrediti broj atoma kisika i zbroj valencija svih kisikovih atoma. Dvovalentan kisik (II) u spoju CuO ima jedan (1) atom pa je zbroj valencije svih kisikovih atoma dva (II x 1=2). Valenciju bakra dobit ćemo kada zbroj valencije svih kisikovih atoma (izračunali smo da je ona 2) podijelimo sa brojem atoma bakra u spoju CuO. Broj atoma bakra u spoju CuO je jedan. Time dobivamo da je bakar u ovom spoju dvovalentan (2:1=2)

U čvrstom stanju ionski spojevi ne vode električnu struju jer u ionskom kristalu nema slobodnih iona, dok u talini i vodenoj otopini provode. Većina ionskih kristala se dobro otapa u vodi (polarno otapalo), a njihove otopine dobro provode električnu struju zbog slobodnog gibanja iona

Zbroj pozitivnih i negativnih naboja u ionskim spojevima uvijek je jednak nuli pa su kristali u cjelini električki neutralni.

Valencija je svojstvo atoma pojedinog kemijskog elementa da se spaja s određenim brojem atoma nekoga drugog elementa u kemijski spoj ili formulsku jedinku. Valencija brojčano odgovara nabojnom broju iona u ionskoj vezi.

Atom vodika ima stalnu valenciju te je jednovalentan, dok atom dušika u različitim spojevima može imati više valencija. Da bi odredili valenciju dušika moramo odrediti broj atoma vodika i zbroj valencija svih vodikovih atoma. Jednovalentni vodik (I) u amonijaku ima tri (3) atoma pa je zbroj valencije svih vodikovih atoma tri (I x 3=3). Valenciju dušika dobit ćemo kada zbroj valencija svih vodikovih atoma (tri) podijelimo sa brojem atoma dušika u molekuli amonijaka. Broj atoma dušika u molekuli amonijaka je jedan. Time dobivamo da je dušik u ovom spoju trovalentan (3:1=3)

Kisik je dvovalentan u većini svojih spojeva pa se tako npr. u molekuli vode atom kisika veže sa dvama atomima vodika pa je atom kisika dvovalentan.

Kalcij je metal koji se nalazi u drugoj skupini a metali druge skupine elemenata uvijek su dvovalentni, slično kao i kisik koji je dvovalentan u većini svojih spojeva.

Kation je pozitivno nabijeni ion a nastaje ako neutralni atom otpusti jedan ili više elektrona

Ionski spojevi su pri sobnoj temperaturi čvrste tvari visokih tališta i vrelišta.

Bilo koji metal sa sumporom daje sulfide. Kako je K kemijski simbol za kalij naziv spoja je kalijev sulfid. U sulfidima sumpor je uvijek dvovalentan.

Svojstvo atoma da se veže s točno određenim brojem atoma drugog elementa naziva se valencija. Valencije elemenata u kemijskim formulama označuju se rimskim brojem iznad elementa. U nazivu spoja valenciju označujemo rimskim brojem u zagradi koji se piše iza posvojnog pridjeva imena tog elementa (npr. dušikov (II) oksid)

\r\n

Ako neki element tvori spojeve u kojima ima različitu valenciju, tada se u nazivu tih spojeva mora naznačiti i njihova valencija. U nazivu spoja valenciju označujemo rimskim brojem u zagradi koji se piše iza posvojnog pridjeva imena tog elementa. Atom kisika ima stalnu valenciju te je dvovalentan, dok atom bakra u različitim spojevima može imati različite valencije. Da bi odredili valenciju bakra moramo odrediti broj atoma kisika i zbroj valencija svih kisikovih atoma. Dvovalentan kisik (II) u molekuli Cu2O ima jedan (1) atom pa je zbroj valencije svih kisikovih atoma dva( II x 1=2). Valenciju bakra dobit ćemo kada zbroj valencije svih atoma kisika (izračunali smo da je ona 2) podijelimo sa brojem atoma bakra u molekuli Cu2O. Broj atoma bakra u molekuli Cu2Oje dva (2). Time dobivamo da je bakar u ovom spoju jednovalentan (2:2=1). Metali sa kisikom daje okside pa je naziv ovog spoja bakrov(I) oksid

\r\n

Formulska jedinka spoja je električki neutralna pa vrijedi pravilo: Zbroj pozitivnih naboja kationa mora biti jednak zbroju negativnih naboja aniona. Cinkovi (Zn) ioni su pozitivni 2+, a bromovi ioni su negativno nabijeni Br-,pa kako nemaju isti naboj potrebna su dva atoma broma da bi formulska jedinka bila neutralna.

Ionski kristali su kristalne strukture koje nastaju gustim slaganjem iona metala i iona nemetala

Najmanji brojčani omjer kationa i aniona u ionskom kristalu nazivamo formulskom jedinkom spoja

Molekule su spojevi nemetala, a formulske jedinke spojevi metala i nemetala. Kako se kalijev fluorid (KF) sastoji od kalija (K) koji je metal i fluora (F) koji je nemetala, kalijev fluorid (KF) je formulska jedinka. Koeficijent (6) koji se nalazi ispred spoja nam govori o broju istovrsnih molekula/formulskih jedinki u spoju. Ispravan odgovor je šest formulskih jedinki kalijeva fluorida

Litij ima protonski broj 3 što znači da ima 3 protona. Litij ima maseni broj (A) 7 što znači da ima 4 neutrona (masenim broj A=N(p+)+N(n0), pa iz ove formule možemo izračunati broj neutrona). U neutralnom atomu broj protona je jednak broju elektrona,a kako litijev ion ima naboj +1 znači da je otpustio jedan elektron pa više nema 3 elektrona. Broj elektrona N(e-)=2

Spajanjem iona metala (kationa) i iona nemetala (aniona) nastaje formulska jedinka. Formulska jedinka spoja pokazuje najmanji omjer broja kationa i aniona u ionskom kristalu.

O2- je oksidni ion, N3- je nitridni ioni, I- je jodidni ion, H30+ je oksonijev ion

Naboj iona označuje se kao gornji desni indeks uz simbol elementa, npr H+ (plus označava pozitivan naboj iona) ili F- (minus označava negativni naboj iona)

Molekule su spojevi nemetala, a formulske jedinke spojevi metala i nemetala. Kako se amonijak (NH3) sastoji od dušika (N) i vodika(H) koji su nemetali amonijak je molekula. Koeficijent (3) koji se nalazi ispred spoja nam govori o broju istovrsnih molekula/formulskih jedinka u spoju. Ispravan odgovor je tri molekule amonijaka

\n

Atom kisika ima stalnu valenciju te je dvovalentan, dok atom sumpora u različitim spojevima može imati više valencija. Da bi odredili valenciju sumpora moramo odrediti broj atoma kisika i zbroj valencija svih kisikovih atoma. Dvovalentan kisik (II) u molekuli SO₂ ima dva (2) atoma pa je zbroj valencije svih kisikovih atoma četiri(II x 2=4). Valenciju sumpora dobit ćemo kada zbroj valencije svih atoma kisika (izračunali smo da je ona 4) podijelimo sa brojem atoma sumpora u molekuli SO₂ (Broj atoma sumpora u molekuli SO₂ je jedan) Time dobivamo da je sumpor u ovom spoju četverovalentan:IV (4:1=4)

\n

Atom cinka ima stalnu valenciju te je dvovalentan, dok atom sumpora u različitim spojevima može imati različite valencije. Da bi odredili valenciju sumpora moramo odrediti broj atoma cinka i zbroj valencija svih cinkovih atoma. Dvovalentan cink (II) u cinkovom sulfidu ima jedan (1) atom pa je zbroj valencije svih cinkovih atoma dva (II x 1=2). Valenciju sumpora dobit ćemo kada zbroj valencije svih atoma cinka (izračunali smo da je ona 2) podijelimo sa brojem atoma sumpora u molekuli cinkova sulfida. Broj atoma sumpora u molekuli cinkova sulfida je jedan. Time dobivamo da je sumpor u ovom spoju dvovalentan (2:1=2)

Ion nastaje kada neutralni atom ili molekula izgubi ili primi jedan elektron ili više njih.

Anion je negativno nabijeni ion a nastaje ako neutralni atom primi jedan ili više elektrona

S2- je sulfidni ion, N3- je nitridni ioni, SO4-2 je sulfatni ion. Svi navedeni ioni su negativni (anioni).