المركبات الأيونية

إلى ماذا تشير المركبات الأيونية؟

المركبات الأيونيّة هي التي تتكوّن نتيجة تَشارك أيونات العناصر الموجبة والسالبة للإلكترونات فيما بينها، الأمر الذي ينتج عنه تشكيل الروابط الأيونيّة، وعادةً ينتج تجاذب تلك الأيونات، من مواد بلورية صلبة تتمتّع بخواص انصهار عالية، وتتكوّن الرابطة الأيونيّة بدلاً من الرابطة التساهمية عندما يكون هنالك فرق كبير في الكهروسلبية بين الأيونات، و صيغ  المركبات الأيونية المختلفة تتألف من جزئين؛ الأول هو الأيون الموجب الذي يُدعى الكاتيون، والجزء الثاني الذي يتبعه هو الأيون السالب ويُدعى الأنيون، ويجب أن تكون قيمة الشحنة النهائية للمركب الأيونيّ صفرًا، لتكوين جزيء متعادل كهربائيًا ومستقر.

  وعلى نحوٍ عام تتكوّن المركبات الأيونيّة عندما تتفاعل العناصر الفلزيّة واللافلزيّة، حيثُ تفقد العناصر الفلزيّة إلكتروناتها بهدف إكمال ترتيب إلكتروناتها الثمانية في غلافها الخارجي، بينما تكتسب العناصر اللافلزية الإلكترونات بهدف إكمال ترتيب إلكتروناتها الثمانية في غلافها أيضًا، وبالتالي تصل العناصر إلى مرحلة الاستقرار.

تتشكّل المركبات الأيونيّة نتيجة عملية فقد وكسب الإلكترونات بين الأيون الموجب (الكاتيون) مع الأيون السالب (الأنيون) للعناصر والتي ينشأ منها رابطة أيونية، وغالبًا يتمّ تكوين هذه المركبات عند تفاعل العنصر الفلزي القابل لفقد الإلكترونات ومع العنصر اللافلزيّ القابل لكسبها.

كيف تسمى المركبات الأيونية؟

يتمّ تسمية المركبات الأيونية من خلال اتباع الخطوات الآتية:

• تُكتب أسماء المركبات الأيونية بحيث يكون الكاتيون في بداية الاسم والأنيون في نهايته.
• يُوضع الأيون بين قوسين ويُكتب رمزه السفلي خارج الأقواس، وذلك في حالة احتواء وحدة الصيغة على أكثر من اثنين من نفس الأيون متعدد الذرات.
• يُشار في حال كان الكاتيون يعبّر عن أيون فلزي يحمل شحنة موجبة، فإنّه يكتب كما هو دون تغيير، على سبيل المثال يُسمى أيون ( Na) بالصودويم، بينما في حال كان الكاتيون أيون فلزي يحمل شحنة متغيرة، فإنّه يُكتب بحيث تكون الإشارة إلى شحنته باستخدام الأرقام الرومانية والتي توضع بين قوسين يتبعان اسم الكاتيون، فمثلاً يُسمى أيون الحديد ( Fe₃) هكذا: الحديد (III).
• تجنب استخدام البادئات اليونانية في كتابة صيغ المركبات بهدف الإشارة إلى عدد الذرات أو الأيونات متعددة الذرات، فعلى سبيل المثال يسمى مركب Ca(NO₃)2 نترات الكالسيوم ولا يسمى ثنائي نترات الكالسيوم.

تعتمد تسمية المركبات الأيونية على عِدّة قواعد منها؛ يجب كتابة الكاتيون أولاً يليه الأنيون في صيغة المركب، ويجب مراعاة نوع شحنة أيون الكاتيون إذا كانت موجبة أو متغيرة، ففي حال كانت موجبة يُكتب اسم نفس الأيون، بينما إذا كانت متغيرة يُكتب بدلالة الأرقام الرومانية، أمّا بالنسبة للأنيون إذا كان يمثل أيون أحادي الذرة فإنّه يُكتب بإضافة لاحقة 'يد' بجانب الاسم.

ما هي خصائص المركبات الأيونية؟

يُدرج فيما يأتي أبرز خصائص  المركبات الأيونية :

لها درجات انصهار وغليان مرتفعة

يعود ذلك لكونها بحاجة لهذه الدرجات العالية للتّغلب على قوى التجاذب بين الأيونات الموجبة والسالبة في مركباتها الأيونيّة، وبالتالي تحتاج إلى الكثير من الطاقة بهدف إذابة أو إحداث الغليان للمركبات الأيونيّة.

تتشكل منها البلورات

تُكوّن المركبات الأيونية شبكة من البلورات بدلًا من المواد الصلبة غير المتبلورة، وعلى الصعيد الذري فإنّ البلورات الأيونية تمثّل هيكلًا منتظم الشكل، حيثُ يتناوب الكاتيون والأنيون فيما بينهما على تشكيل بنيتها الثلاثية الأبعاد والتي تعتمد على الأيونات الصغيرة كي تملأ الفراغات بين الأيونات ذات الحجم الأكبر.

طبيعة بلوراتها صلبة وهشة

تتمتع البلورات الأيونيّة بالصلابة وذلك بسبب قوى الجذب بين الأيونات الموجبة والسالبة إلى بعضهما وبالتالي يصعب فصلها، وعلى الرغم من ذلك إلّا أنّه عند الضغط على البلورة فإنَّ أيوناتها ذات الشحنات المتشابهة تقترب فيما بينها، ويعود سبب هشاشة المواد الأيونيّة الصلبة إلى وجود التنافر الإلكتروستاتيكي ( التنافر بين أزواج الإلكترونات الرابطة و غير الرابطة في الذرة) والذي يُعدّ السبب الرئيسي لتقسيم البلورة.

محاليلها ومصاهيرها موصلة للتيار الكهربائي

يشار إلى أنّه عند إذابة المركبات الأيونية في الماء فإن أيوناتها المنفصلة تكون حرة الحركة، ويمكنها توصيل الشحنات الكهربائية بواسطة المحلول، كما وتكون المركبات الأيونية المنصهرة موصلة للتيار الكهربائي، كالتحليل الكهربائي للمحلول المائي لكلوريد الصوديوم .

عوازل جيدة في حالتها الصلبة

تُعتبر المركبات الأيونية في الحالة الصلبة عوازل جيدة فهي لا تقوم بتوصيل التيار الكهربائي؛ لأنّ الأيونات في الحالة الصلبة تكون مرتبطة فيما بينها بقوة.

حرارة الانصهار والتبخير لها أعلى من المركبات الجزيئية

تمتلك المركبات الأيونية محتوى حراري داخلي من الانصهار والتبخير أعلى بنحو 10 إلى 100 مرة من ما هو موجود في المركبات الجزيئية.

تتمتّع المركبات الأيونيّة بمجموعة من الخواص والتي منها أنّ درجات الانصهار والغليان لديها عالية، وبأنهّا قادرة على تكوين البلورات، أمّا بالنسبة إلى كيف يمر التيار خلال المواد فإنّها في المحاليل تعتبر موصلة للتيار الكهربائي بينما في المواد الصلبة فإنّها تُعدّ من العوازل الجيدة للتيار الكهربائي.

أبرز الأمثلة على المركبات الأيونية

يُدرج فيما يأتي أبرز الأمثلة على المركبات الأيونية:

• ملح الطعام أو المعروف كيميائيًا بكلوريد الصوديوم(NaCl).
• يوديد البوتاسيوم وصيغته الكيميائيّة (KI).
• فلوريدا الصوديوم وصيغته الكيميائية (NaF) الموجود في معجون الأسنان.
• صودا الخبز أو بيكربونات الصوديوم وصيغتها الكيميائيّة (NaHCO₃).
• صودا الغسيل أو كربونات الصوديوم ديكاهيدراتي وصيغتها الكيميائيّة (Na2CO3).
• المبيض أو صوديوم هيبوكلوريت وصيغته الكيميائيّة (NaClO).
• المادة الحافظة أو بنزوات الصوديوم وصيغتها الكيميائيّة (C₆H₅COONa).
• كلوريد الكالسيوم وصيغته الكيميائيّة (CaCl₂).
• سلفات الصوديوم وصيغتها الكيميائيّة (NaSO₄).
• فوسفات الأمونيوم وصيغتها الكيميائيّة NH₄)3PO₄) .

تتواجد المركبات الأيونية في العديد من استخداماتنا اليومية والصناعات المختلفة، وأشهرها ملح الطعام (NaCl)، و صودا الخبز (NaHCO₃)، و المبيض (NaOCl) وغيرها الكثير.