Ионный тип связи возможен только между атомами, которые резко отличаются по свойствам. Например, элементы I и II групп периодической системы (металлы) непосредственно соединяются с элементами VI и VII групп (неметаллами). Резкое отличие в свойствах элементов приводит к тому, что атом металла полностью теряет свои валентные электроны, а атом неметалла присоединяет их. Образовавшиеся в результате такого перераспределения электронов положительно и отрицательно заряженные ионы удерживаются в молекулах (в парообразном состоянии) и в кристаллической решетке силами электростатического притяжения. Такая связь и называется ионной. В качестве примеров веществ с ионной связью можно назвать MgS, NaCl, image100и т. д. Образование подобных соединений происходит в соответствии с правилом об устойчивости восьми- или двухэлектродных оболочек.

В качестве примера образования ионного соединения рассмотрим образование молекулы NaCl в газовой фазе. Электронные конфигурации атомов натрияimage101image102и хлораimage103показывают, что они

легко могут быть превращены в оболочки инертных газов неонаimage104и аргонаimage105соответственно, при переходе одного электрона от натрия к хлору. В результате электростатического взаимодействия между образовавшимися ионамиimage107образуется молекула NaCl.

image106

Вещества с ионным характером связи при обычных условиях, как правило, являются твердыми, с высокими температурами плавления и кипения, расплавы этих соединений и растворы проводят электрический ток. Например, температура плавления NaCl равна 800°С, а температура кипения 1454°С. Эти свойства объясняются тем, что ионы в веществах типа поваренной соли NaCl сильно взаимодействуют друг с другом вследствие тою, что положительно заряженный ион натрия притягивает к себе отрицательно заряженный ион хлора.

Это взаимодействие приводит к тому, что молекулы NaCl могут существовать лишь в газе при высоких температурах, когда вероятность столкновения между молекулами мала. В твердом веществе не существует отдельных молекул NaCl, так как силы взаимодействия каждого ионаimage108со всеми ионамиimage109которые его окружают, одинаковы. Поэтому говорят, что твердое вещество состоит из ионовimage110образуя ионную

кристаллическую решетку и, таким образом, весь кристалл поваренной соли представляет собой как бы огромную макромолекулу.

image114

В § 1 было отмечено, что электронная конфигурация атомов инертного газа является наиболее предпочтительной у атомов или ионов, образующих молекулу. Необходимо подчеркнуть, что такая конфигурация является предпочтительной, но не единственной при образовании устойчивых ионов. Эти ионы известны для металлов больших периодов, напримерimage111(т.е. имеющих не полностью достроенную d орбиталь).

Образование восьми электронной оболочки в этих случаях должно было бы сопровождаться отдачей большого количества электронов и появлением нестабильных многозарядных положительных ионов, например,image112Поэтому могут возникнуть и другие электронные конфигурации, оказывающиеся «выгодными» в таких случаях (например, пятиэлектронная конфигурация ионаimage113)

Отметим, что валентность элементов, проявляемая ими в соединениях с ионными связями, очень часто называют электровалентностю, или степенью окисления.

Степень окисления (электровалентность) характеризует заряд ионов данного химического элемента в данном соединении. Число отдаваемых электронов определяет положительную валентность, число присоединяемых электронов — отрицательную валентность. Например, в соединениях image115барий проявляет положительную электровалентность (2+), натрий —image116, хлор имеет отрицательную валентностьimage117, кислород —image118

Следует сразу подчеркнуть, что введение понятия степени окисления — положительной и отрицательной валентности для атомов элементов, образующих ионные связи,— вполне правомерно. Использование же этого понятия для элементов, образующих другие виды химической связи, является, строго говоря, условным