Իոնական կապ ըստ Կոսելի տեսության

Իոնական կապ

Ըստ Կոսելի տեսության՝ չավարտված, հետևաբար քիմիապես ակտիվ էլեկտրոնային թաղանթ ունեցող յուրաքանչյուր ատոմ ձգտում է ունենալու ազնիվ գազերին բնորոշ լրացված վալենտային էլեկտրոնային թաղանթ, այսինքն՝ ձգտում են լրացնելու իրենց վալենտային օրբիտալները մինչը 8 էլեկտրոն, բացառությամբ ջրածնի և հելյումի, որոնց լրացված վալենտային օրբիտալը պարունակում է 2 էլեկտրոն: Դա կարող է իրականացվել կա՛մ ատոմի կողմից արտաքին թաղանթի էլեկտրոնները տալու, կա՛մ պակասող էլեկտրոններն այլ ատոմից ընդունելու միջոցով: Առաջին դեպքում ատոմի գումարային լիցքը դառնում է դրական, իսկ երկրորդ դեպքում՝ բացասական: Այսպես օրինակ, պարբերական համակարգի առաջին խմբի տարրերի իոնացման էներգիաները (իոնացման էներգիան չեզոք ատոմից էլեկտրոն պոկելու և այն դրական լիցքավորված իոնի վերածելու համար անհրաժեշտ էներգիան է) փոքր են, ուստի դրանք հեշտությամբ տալիս են իրենց արտաքին շերտի մեկ էլեկտրոնը և լիցքավորվում դրական լիցքով: Ընդհակառակը՝ 7-րդ խմբի տարրերը, որոնք արտաքին թաղանթում ունեն 7 էլեկտրոն, հեշտությամբ ձեռք են բերում ևս մեկ էլեկտրոն և լիցքավորվում բացասական լիցքով: Սկզբունքորեն հնարավոր է նաև հակառակ անցումը, որ առաջին խմբի տարրն ընդունի 7 էլեկտրոն և ձեռք բերի ազնիվ գազի էլեկտրոնային կառուցվածք: Սակայն նման անցումներ հնարավոր չեն, քանի որ առաջին խմբի տարրերի՝ համեմատաբար փոքր լիցքով միջուկները ի վիճակի չեն իրենց դաշտում պահելու հակառակ նշանի 7 հավելորդային լիցքեր: Ըստ Կոսելի՝ էլեկտրոնի փոխանակումից հետո առաջացած դրական և բացասական իոնների կուլոնյան ձգողության շնորհիվ էլ առաջանում է իոնական կապը: Եվ այսպես, առաջացած իոնները փոխազդում են միմյանց հետ սովորական կուլոնյան փոխազդեցությամբ: Իոնների միջև էլեկտրաստատիկական ձգողական ուժերը չեն հանգեցնում նրանց միավորման, որը տեղի կունենար իոնների՝ կետային լիցքեր լինելու դեպքում: Դրան խանգարում են իոնների լրացված էլեկտրոնային թաղանթների միջև գործող քվանտամեխանիկական բնույթի վանողական ուժերը: Ձգողական և վանողական ուժերի համակշռությամբ պայմանավորվում է այն հեռավորությունը (քիմիական կապի երկարությունը), որի վրա մոլեկուլում դասավորվում են փոխազդող իոնների ծանրության կենտրոնները, և որը համապատասխանում է մոլեկուլի էներգիայի նվազագույն արժեքին: Օրինակ՝ քննարկենք նատրիումի ֆտորիդի գոյացումը: Այս մոլեկուլի գոյացման դեպքում համապատասխան ատոմները ձեռք են բերում մոտակա ազնիվ գազի` նեոնի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա: Պատկերավոր դարձնելու համար ներկայացնենք բոլոր երեք տարրերի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաները: F -ի կարգաթիվը պարբերական համակարգում 9-ն է, իսկ Na -ինը՝ 11-ը: Նրանց մոտակա ազնիվ գազի` Ne -ի կարգաթիվը 10-ն է: Փոխազդեցության հետևանքով վերոհիշյալ տարրերի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաներն են. 9. F: 1s2 2s2 2p5 + e 1s2 2s2 2p6 (գումարային լիցքը՝ -1), 10. Ne: 1s2 2s2 2p6 (գումարային լիցքը՝ 0),. Na: 1s2 2s2 2p6 3s1 - e 1s2 2s22p6 (գումարային լիցքը՝ +1): Այս փոխազդեցությունը պատկերենք Լյուիսի ձևով` Նատրիումը ֆտորին է տրամադրում իր արտաքին` վալենտային թաղանթում գտնվող մեկ էլեկտրոնը, ֆտորն ընդունում է այն, ինչի հետևանքով երկուսն էլ ձեռք են բերում մոտակա ազնիվ գազի` նեոնի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա: Այդ ընթացքում նատրիումը լիցքավորվում է դրական լիցքով, ֆտորը` բացասական: Բնականաբար, առաջացած իոնները դարձյալ մնում են նույն նատրիում և ֆտոր տարրերը, քանի որ էլեկտրոնային անցումները չեն փոխում այս տարրերի էությունը` պրոտոնների թիվը միջուկում: Առաջացած քիմիական կապի կովալենտ բաղադրիչին` օկտետին Na+F- մոլեկուլում ավելանում է նաև նատրիումի և ֆտորի իոնների էլեկտրաստատիկ փոխազդեցությունը: Դա մեծացնում է քիմիական կապի ամրությունը: Այժմ դիտարկենք KCl -ի առաջացումը: K -ի կարգաթիվը պարբերական համակարգում 19-ն է, իսկ Cl –ինը՝ 17-ը: Հետևաբար, նրանց չեզոք և էլեկտրոնի փոխանակման հետևանքով առաջացած էլեկտրոնային կառուցվածքները հետևյալներն են՝ 17. Cl - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 + e1s22s22p6 3s23p6 (գումարային լիցքը՝ -1), 19. K - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p64s - e1s2 2s2 2p63s2 3p6 (գումարային լիցքը՝ +1), այսինքն` երկուսն էլ ձեռք են բերում իրենց մոտակա ազնիվ գազի՝ 18 կարգաթվով Ar -ի էլեկտրոնային կառուցվածքը՝ 18. Ar - 1s22s22p63s2 3p6 (գումարային լիցքը՝ 0):