Ионная связь. 
Общая и неорганическая химия

Ионную связь следует рассматривать как предельный случай полярной ковалентной связи, образуемой атомами с сильно различающимися значениями электроотрицательностей. При этом электронная пара, осуществляющая связь, практически полностью смещается к одному из атомов, и оба атома превращаются в ионы.

Как было показано ранее, полярность связи характеризуется разностью электроотрицателыюстей, образующих связь атомов. Чем больше ДЭО, тем больше степень ионности связи. Зависимость между этими параметрами приведена на рис. 3.13.

Экстраполируя приведенную зависимость до 100%-й степени ионности связи, находим, что полностью ионную связь образуют элементы, обладающие величинами ДЭО > 3,5. Таким образом, даже в таком соединении, как CsF (ДЭО = 3,3), ионная связь выражена не на 100%, а только, как показали эксперименты, на 98%. В настоящее время за ионные принимаются полярные ковалентные связи, обладающая ионностью более 50%. Как следует из приведенной на рис. 3.13 зависимости это происходит при величинах ДЭО > 1,9.

Рис. 3.13. Зависимость степени ионности связи от величины ДЭО атомов, образующих химическую связь

Таким образом, соединения с ионной связью в основном образуются при взаимодействии элементов с ярко выраженными металлическими свойствами, легко отдающими свои электроны (находятся в начале периодов Периодической системы элементов), и элементов-неметаллов, легко принимающих электроны (находятся в конце периодов Периодической системы элементов).

Пример 3.1.

Максимальный заряд ионов определяется максимальным числом присоединенных или отданных электронов. Ионы с различным знаком зарядов притягиваются друг к другу по закону Ш. Кулона. Таким образом, ионная связь осуществляеется за счет сил электростатического притяжения.

В отличие от ковалентной связи, для ионной связи, вследствие ее электростатической природы, не характерны такие свойства, как направленность в пространстве и насыщаемость из-за того, что ионы способны взаимодействовать с любым количеством других ионов, попавших в их электростатическое поле в разных направлениях. Только взаимное отталкивание противоионов ограничивает их число в окружении каждого иона.

Устойчивость ионного соединения достигается в результате определенного взаимного расположения ионов, характеризуемого их координационным числом (КЧ). КЧ иона показывает, сколько ближайших соседних ионов находится в его окружении, и не зависит от заряда. КЧ иона зависит от соотношения размеров ионов разного заряда. Если отношение их радиусов находится в пределах 0,41—0,73, то имеет место октаэдрическая координация ионов (КЧ = 6), при отношении 0,73—1,37 — кубическая (КЧ = 8).

Ионная химическая связь проявляется в твердых веществах с ионной кристаллической решеткой. Минимальный повторяющийся фрагмент ионной решетки называется элементарной ячейкой.