Ioniset yhdisteet eivät aina liukene mihinkään polaariseen liuottimeen. Se riippuu liuottimesta (jos se on vettä tai muuta vähemmän polaarista liuotinta) riippumatta siitä, ovatko ne liukoisia vai ei.
Myös ionimaiset yhdisteet, jotka koostuvat pienistä ioneista ja / tai ioneista, joissa on kaksinkertainen tai kolminkertainen varaus, ja kationit, joiden mitat ovat samanlaisia kuin anioni, ovat usein veteen liukenemattomia.
Kun tapahtuu, että ioniset yhdisteet liukenevat todella polaariseen liuottimeen, kuten veteen, tämä on syytä selittää, koska positiivisten ja negatiivisten ionien välinen sähköstaattinen vetovoima on niin vahva, että yksinkertainen ioninen yhdiste pöydäsuolana vaatii lämpötilan 801 ° C sulattaa.
Korkea energian syöttö on välttämätöntä ionisen hilan poistamiseksi, jota kutsutaan hilan entalpia. Tämä energinen "maksu" kompensoidaan osittain energian "voitolla" johtuen solvaation entalpia, joka johtuu vetovoimasta jokaisen ionin ja monien liuotinmolekyylien välillä, jotka voivat ympäröitä sitä vastakkaisten polariteettiensa kanssa.
solvatoitu ioni voidaan ympäröitä useat liuotinmolekyylien kuoret, riippuen sen varauksesta ja koosta (jos "paljaalla ionilla on suuri lataus ja pieni koko, se kantaa suuremman" pilven "liuotinmolekyyleistä).
Suurin osa ionisista aineista liuotetaan veteen endotermisesti, ts. Spontaanisti vähentämällä lämpöenergia liuottimesta ja ympäristöstä. Tämä on osoitus siitä, että hilan entalpia on korkeampi kuin solvaation entalpia.
Joten toinen ratkaiseva tekijä on tarpeen ionisten aineiden liukoisuuden selittämiseksi ja kysymykseen vastaamiseksi. Tämä on tilastollinen tai "entropinen tekijä". Liuottamalla aine on lisääntymässä entropiaa tai" liikkeen satunnaisuutta ", energioita, asemia, mikä johtuu siitä, että kiinteän ristikon hyvin järjestäytyneestä rakenteesta kulkee liuoksen epäsäännöllinen rakenne. Seoksen rakenteella on suurempi tilastollinen todennäköisyys (mitattuna vastaavien konfiguraatioiden tai "mikrostaattien" lukumäärällä, jotka vastaavat samaa "sekoitettua" makrostaattia) kuin sekoittamaton makrostaatti.
Entropiassa on aina kasvua, aina kun kiteinen kiinteä aine liukenee liuottimeen, ja se on samanlainen suosittu prosessi, joka tapahtuu haihduttamisen, sublimaation tai diffuusion yhteydessä.
Ioninen yhdiste liukenee lopulta liuottimeen, jos entropian osuus on riittävä kompensoimaan liukenemiseen liittyvää entalpiahäviötä.
Tämä voidaan kääntää kvantitatiivisesti spontaanin liukenemisen kriteerissä: "
missä
Sitä vastoin ne yhdisteet, jotka liukenevat itsensä eksotermisesti (
Mitä ovat ioniset yhdisteet? + Esimerkki
Ioninen yhdiste muodostetaan sähkökemiallisen vetovoiman avulla positiivisesti varautuvan metallin tai kationin ja negatiivisesti varautuneen ei-metallin tai anionin välillä. Jos kationin ja anionin maksut ovat yhtä suuria ja vastakkaisia, ne houkuttelevat toisiaan, kuten magneetin positiiviset ja negatiiviset pylväät. Lasketaan kalsiumkloridin ionikaava on CaCl_2 Kalsium on alkalinen maametalli jaksollisen taulukon toisessa sarakkeessa. Tämä tarkoittaa, että kalsiumissa on kaksi valenssielektronia, jotka se helposti antaa pois, jotta he voivat etsiä oktettin vakautta.
Millä eksponentilla minkä tahansa luvun teho muuttuu 0: ksi? Kuten tiedämme, että (mikä tahansa numero) ^ 0 = 1, niin mikä on x: n arvo (missä tahansa numerossa) ^ x = 0?
Katso alla Olkoon z on kompleksiluku, jossa on rakenne z = rho e ^ {i phi}, jossa rho> 0, rho RR: ssä ja phi = arg (z) voimme esittää tämän kysymyksen. Mitä n arvoja RR: ssä esiintyy z ^ n = 0? Hieman enemmän z ^ n = rho ^ ne ^ {in phi} = 0-> e ^ {in phi} = 0, koska hypoteesin rho> 0. Siten käyttäen Moivren identiteettiä e ^ {in phi} = cos (n phi ) + i sin (n phi), sitten z ^ n = 0-> cos (n phi) + i sin (n phi) = 0-> n phi = pi + 2k pi, k = 0, pm1, pm2, pm3, cdots Lopuksi n = (pi + 2k pi) / phi, k = 0, pm1, pm2, pm3, cdots saamme z ^ n = 0
Miten ioniset ja molekyyliset yhdisteet vertaisivat kiehumispisteiden suhteen?
Ioniyhdisteillä on korkeammat kiehumispisteet. Ionien väliset houkuttelevat voimat ovat paljon vahvempia kuin kovalenttisten molekyylien väliset voimat. Ionien erottaminen ionisissa yhdisteissä kestää noin 1000 - 17 000 kJ / mol. Kovalenttisten yhdisteiden molekyylien erottaminen kestää vain 4 - 50 kJ / mol. Korkeammat houkuttelevat voimat aiheuttavat ionisten yhdisteiden korkeampia kiehumispisteitä. Esimerkiksi natriumkloridi kiehuu 1413 ° C: ssa. Etikkahappo on molekyyliyhdiste, jolla on lähes sama molekyylipaino kuin NaCl. Se kiehuu 118 ° C: ssa.