یون

یون – شیمی دهم (۱)

زمان مطالعه: ۴ دقیقه

سلامی دوباره خدمت کاربران عزیز وبلاگ بین جو (Binjo.ir)، در این مقاله قصد تشریح و توضیح مبحث یون را داریم. پس در این مقاله با ما همراه باشید تا این مبحث را به طور کامل یاد گرفته و توانایی حل تمامی سؤالات را به ساده ترین صورت ممکن و با کمترین زمان داشته باشید.

یون

یون

ساختار اتم و رفتار آن

گازهای نجیب در طبیعت به شکل تک اتمی مشاهده می‌شوند. این واقعیت بیانگر این است که این گازها واکنش ناپذیر بوده یا واکنش پذیری بسیار کمی دارند، از این رو پایدار هستند. در واقع این طور می‌شود گفت که دلیل پایداری گاز‌های نجیب، آرایش الکترونی لایه ظرفیت آن‌ها می‌باشد. در لایه ظرفیت این اتم‌ها، هشت الکترون وجود دارد البته به جز هلیم که در تنها لایه الکترونی خود، دو الکترون دارد.

بین پایداری و آرایش الکترونی لایه ظرفیت اتم‌ها رابطه‌ای وجود دارد، به طوری که اگر لایه ظرفیت اتمی، مانند آرایش الکترونی یک گاز نجیب (هشت تایی) باشد، آن اتم واکنش پذیری کمی دارد. به عبارت دیگر، اگر لایه ظرفیت اتمی به این صورت نباشد، آن اتم واکنش پذیر است. به همین خاطر، اتم ها برای رسیدن به پایداری در تلاش هستند تا به آرایش گازهای نجیب برسند.

رفتار شیمیایی هر اتم به شمار الکترون‌های لایه ظرفیت آن بستگی دارد. به طوری که می‌توان دستیابی به آرایش گاز نجیب را مبنای رفتار آن‌ها دانست. در واقع اتم‌ها می‌توانند با دادن الکترون، گرفتن الکترون (تبدیل شدن به یون) و نیز به اشتراک گذاشتن آن (پیوند کووالانسی) به آرایش یک گاز نجیب برسند یا هشت تایی شوند تا پایدارتر گردند.

به دلیل اهمیت آرایش الکترونی لایه ظرفیت، آرایش الکترون نقطه‌ای مطرح شد تا الکترون‌های لایه ظرفیت بهتر مشخص شود.

آرایش الکترون نقطه ای

آقای لوییس برای توضیح و پیش بینی رفتار اتم‌ها، آرایشی به نام آرایش الکترون نقطه‌ای ارائه کرد که در آن الکترون‌های ظرفیت هر اتم، پیرامون نماد شیمیایی آن، با نقطه نمایش داده می‌شود، به عنوان مثال در زیر آرایش الکترون نقطه‌ای سدیم را خواهیم دید.

آرایش الکترون نقطه ای سدیم Na

آرایش الکترون نقطه ای سدیم Na

سمت راست نماد شیمیایی عنصر آغاز کرد و نقطه های بعدی را در زیر، سمت چپ و بالای آن قرار داد. الکترون پنجم و پس از آن را باید طوری پیرامون نماد شیمیایی عنصر قرار داد که هر یک به صورت جفت نقطه درآید؛ برای نمونه آرایش الکترون نقطه ای اتم های کربن، فسفر و آرگون به صورت زیر است :

آرایش الکترون نقطه‌ای کربن، فسفر و آرگون

آرایش الکترون نقطه‌ای کربن، فسفر و آرگون

برای قرار دادن نقطه‌ها در اطراف نماد شیمیایی یک اتم، ابتدا از یک طرف شروع می‌کنیم و هر سمت از راست، بالا، چپ و پایین یک نقطه می‌گذاریم. زمانی که ۴ طرف نماد را با ۴ نقطه پر کردیم، ۴ الکترون را جایگذاری کرده ایم، برای قرار دادن بقیه الکترون‌ها (اگر بیشتر از ۴ الکترون در لایه ظرفیت اتمی باشد) دوباره به طرف اول (راست) شروع می‌کنیم و در هر طرف یک الکترون دیگر قرار می‌دهیم تا الکترون ها تمام شوند.

در واقع هر طرف از راست، بالا، چپ و پایین نماد یشمیایی، یک اوربیتال در نظر گرفته می‌شود تا اوربیتال ها پر شوند (همان طور که می‌دانید هر اوربیتال ظرفیت ۲ الکترون را دارد). در نهایت آرایش الکترون نقطه‌ای اتمی مانند اتم گازهای نجیب (به جز هلیوم که در لایه ظرفیت خود ۲ الکترون دارد) در اطراف نماد شیمیایی آن‌ها ۸ نقطه (الکترون) به صورت ۴ جفت دوتایی وجود خواهد داشت.

تبدیل اتم به یون

اتم ها با از دست دادن یک یا چند الکترون یا گرفتن آن به یون تبدیل می‌شوند که دارای بار می‌باشند. اتم‌هایی که الکترون از دست داده‌اند بار مثبت و اتم‌هایی که الکترون گرفته‌اند بار منفی خواهند داشت. در این قسمت ابتدا با مثالی شروع می‌کنیم تا بتوانیم بهتر این مفهوم را آموزش دهیم.

اتم اکسیژن برای رسیدن به آرایش گاز نجیب پس از خود باید دو الکترون بگیرد درحالی که اتم کلسیم باید دو الکترون ظرفیت خود را از دست بدهد تا به آرایش پایدار گاز نجیب پیش از خود برسد؛ به عبارت دیگر؛ هرگاه اتم های این دو عنصر در شرایط مناسب، کنار هم قرار گیرند، با هم واکنش می‌دهند به طوری که با داد و ستد الکترون به یون‌های \(Ca^{2+}\) و \(O^{2-}\) تبدیل می‌شوند.

میان یون‌های تولید شده به دلیل وجود بارهای الکتریکی ناهمنام، نیروی جاذبه بسیار قوی برقرار می‌شود، نیروی جاذبه‌ای که پیوند یونی نامیده می‌شود. ترکیب حاصل از این واکنش، کلسیم اکسید نام دارد که آن را با فرمول شیمیایی CaO نمایش می‌دهیم. این فرمول شیمیایی نشان می‌دهد که کلسیم و اکسیژن دو عنصر سازنده این ترکیب‌اند و نسبت یون‌های سازندi آن ۱ به ۱ است. ترکیب‌هایی به این شکل که ذره‌های سازنده آن‌ها یون است، ترکیب یونی نامیده می‌شوند.

واکنش کلسیم اکسید

واکنش کلسیم اکسید

در این واکنش کلسیم دو الکترون از دست داده و اکسیژن این دو الکترون را دریافت می‌کند تا هر دو اتم (که دیگر به یون تبدیل شده‌اند) به پایداری برسند.

در یک ترکیب یونی، اتمی که الکترون از دست داده و به یو‌ن مثبت تبدیل شده است را کاتیون و اتمی که الکترون گرفته است و به یون منفی تبدیل شده است را آنیون می‌نامند.

در مثال بالا، کلسیم با از دست دادن الکترون به کاتیون تبدیل می‌شود و نیز اکسیژن با گرفتن الکترون‌هایی که کلسیم از دست داده است به آنیون تبدیل شده و هر دو باردار شده و به دلیل ناهمنام بودن این بارها، کاتیون و آنیون به یکدیگر جذب شده و تشکیل پیوند یونی می‌دهند.

در این مقاله سعی کردیم مبحث یو‌ن را به طور کامل توضیح دهیم تا شما عزیزان به خوبی این مبحث را آموزش دیده و یاد بگیرید تا در امتحانات موفق شوید و آزمون سراسری (کنکور) را نیز به خوبی و با نتیجه دلخواه خود پشت سر گذارید.

در انتها پیشنهاد می‌کنیم تا نگاهی بر مقالات زیر نیز داشته باشید.

ساختار اتم (عدد کوانتومی اصلی) – شیمی دهم (۱)

ایزوتوپ چیست؟ – شیمی دهم (۱)

جرم اتمی میانگین – شیمی دهم (۱)

ساختار هسته اتم – فیزیک دوازدهم (۳)

اشتراک گذاری

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *