חומרים יוניים


חומרים יוניים - תמונת כותרת

חומרים יוניים

המשפחה הראשונה שנכיר, השייכת למשפחות החומרים שלהן מבני ענק, היא משפחת החומרים היוניים.

חומרים יוניים נוצרים בעקבות משיכה חשמלית בין יונים טעונים במטענים חשמליים מנוגדים.

בואו ניזכר מהו יון.
יון הוא אטום או קבוצת אטומים שמספר כל האלקטרונים שבה אינו שווה למספר כל הפרוטונים.

אם סך כל האלקטרונים גדול מסך כל הפרוטונים, היון יהיה טעון במטען שלילי כלומר יהיו בו מטענים שליליים רבים יותר ממטענים חיוביים. יון כזה נקרא אניון.

אם סך כל האלקטרונים קטן מסך כל הפרוטונים, היון יהיה טעון במטען חיובי כלומר יהיו בו יותר מטענים חיוביים ממטענים שליליים. יון כזה יקרא קטיון.

איך נוצרים היונים?

שימו לב שציינו שמספר האלקטרונים גדול יותר או קטן יותר, כי מה שמשתנה במהלך יצירת היון בקשר היוני הוא מספר האלקטרונים כתוצאה ממעבר של אלקטרונים. חלק מהאטומים מאבדים אלקטרונים ואחרים מקבלים אלקטרונים. האטומים המשתתפים בקשר אינם מאבדים או מקבלים פרוטונים.

אם מספר הפרוטונים באטום משתנה, משתנה גם הזהות שלו והוא הופך להיות אטום אחר. יש לזכור שמספר הפרוטונים מציין את המספר האטומי של היסוד, ולכל יסוד מספר אטומי אחר.

למדנו כבר, בשיעורים הקודמים, שניתן להוציא אלקטרון מאטום מסוים. תהליך זה כרוך בהשקעת אנרגיה הנקראת אנרגיית יינון Ei (Ionization Energy).

גם כשאטום מקבל אלקטרון, התהליך מלווה בשינוי אנרגיה. אנרגיה זו נקראת אנרגיית זיקה אלקטרונית (Eea (Electron Affinity Energy (המושג אינו נדרש בתכנית הלימודים).

כאשר נוצרים היונים הטעונים במטענים חשמליים מנוגדים, נוצרת ביניהם משיכה חשמלית על-פי חוק קולון. היונים הטעונים מסתדרים במרחב כשמסביב לכל יון שלילי ישנם יונים חיוביים המקיפים אותו, ומסביב לכל יון חיובי ישנם יונים שליליים שמקיפים אותו.

התבנית המתארת את החומר נקראת סריג, והיא מתארת את מבנה החומר וחלקיקיו, במצב צבירה מוצק.
סריג יוני בנוי מיוניים חיוביים המוקפים בשליליים ולהיפך, יונים שליליים המוקפים בחיוביים, שביניהם משיכה חשמלית.
ניתן לתאר זאת כך:

שכבה אחת של סריג יוני - חומרים יוניים

זו רק שכבה אחת של הסריג היוני, וכאמור, ניתן לראות שכל יון חיובי מוקף ביונים שליליים וכל יון שלילי מוקף ביונים חיוביים. בין היונים יש משיכה חשמלית.
למעשה, יש מאחורי שכבה זו ומלפניה עוד שכבות, וכמובן שהמבנה השכבתי ממשיך כלפי מעלה ומטה, ימינה ושמאלה.
אם נצרף עוד שכבה, הסריג ייראה כך:

שתי שכבות של סריג יוני - חומרים יוניים

ואם נצרף עוד שכבות, נקבל את הסריג היוני:

המשך התוכן בעמוד זה למנויים בלבד

אם הינך מנוי/ה אנא הכנס שם משתמש וסיסמא!

לרכישת מנוי לחץ כאן