พันธะไอออนิก ( Ionic bond ) หมายถึงแรงยึดเหนี่ยวที่เกิดในสารประกอบที่เกิดขึ้นระหว่าง 2 อะตอมอะตอมที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตีต่างกันมาก อะตอมที่มีค่าอิเลคโตรเนกาติวิตีน้อยจะให้อิเลคตรอนแก่อะตอมที่มีค่าอิเลคโตรเนกาติวิตีมาก และทำให้อิเล็กตรอนที่อยู่รอบๆ อะตอมครบ 8 (octat rule) กลายเป็นไอออนบวก และไอออนลบตามลำดับ เกิดแรงดึงดูดทางไฟฟ้าระหว่างไอออนบวกและไอออนลบ และเกิดเป็นโมเลกุลขึ้น เช่น การเกิดสารประกอบ NaCl ดังภาพ
จากตัวอย่าง Na ซึ่งมีวาเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 1 ได้ให้อิเล็กตรอนแก่ Cl ที่มีวาเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 7 จึงทำให้ Na และ Cl มีวาเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 8 เกิดเป็นสารประกอบไอออนิก
สมบัติของสารประกอบไอออนิก
1. มีขั้ว เพราะสารประกอบไอออนิกไม่ได้เกิดขึ้นเป็นโมเลกุลเดี่ยว แต่จะเป็นของแข็งซึ่งประกอบด้วยไอออนจำนวนมาก ซึ่งยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงยึดเหนี่ยวทางไฟฟ้า
2. ไม่นำไฟฟ้าเมื่ออยู่ในสภาพของแข็ง แต่จะนำไฟฟ้าได้เมื่อใส่สารประกอบไอออนิกลงในน้ำ ไอออนจะแยกออกจากกัน ทำให้สารละลายนำไฟฟ้าในทำนองเดียวกันสารประกอบที่หลอมเหลวจะนำไฟฟ้าได้ด้วยเนื่องจากเมื่อหลอมเหลวไอออนจะเป็นอิสระจากกัน เกิดการไหลเวียนอิเลคตรอนทำให้อิเลคตรอนเคลื่อนที่จึงเกิดการนำไฟฟ้า
3 . มีจุหลอมเหลวและจุดเดือดสูง ความร้อนในการทำลายแรงดึงดูดระหว่างไอออนให้กลายเป็นของเหลวต้องใช้พลังงานสูง
4. สารประกอบไอออนิกทำให้เกิดปฏิกิริยาไอออนิก คือ ปฏิกิริยาระหว่างไอออนกับไอออน ทั้งนี้เพราะสารไอออนิกจะเป็นไอออนอิสระในสารละลาย ปฏิกิริยาจึงเกิดทันที
5. สมบัติไม่แสดงทิศทางของพันธะไอออนิก สารประกอบไอออนิกเกิดจากไอออนที่มีประจุตรงกันข้ามรอบ ๆ ไอออนแต่ละไอออนจะมีสนามไฟฟ้าซึ่งไม่มีทิศทาง จึงทำให้เกิดสมบัติไม่แสดงทิศทางของพันธะไอออนิก
6. เป็นผลึกแข็ง แต่เปราะและแตกง่าย
หลักการเขียนสูตรสารประกอบไอออนิก
- พิจารณาว่าสารประกอบนั้นประกอบด้วยธาตุชนิดใด
- ธาตุโลหะหมู่ 1-12 มักเป็นไอออนบวก
- ธาตุอโลหะหมู่ 16-17 มักเป็นไอออนลบ
- ธาตุในหมู่ 13-15 อาจเป็นไอออนลบหรือไอออนบวกก็ได้ขึ้นอยู่กับชนิดของสาร
- ไอออนบวกหรือไอออนลบ อาจเป็น ไอออนของธาตุเดี่ยว เช่น Na+, Br–, Mg2+, Cl– หรือกลุ่มอะตอมก็ได้ เช่น NH4+, NO3–
- เขียนสัญลักษณ์ของธาตุหรือกลุ่มอะตอมที่เป็นไอออนบวก ตามด้วยสัญลักษณ์ของธาตุหรือกลุ่มอะตอมที่เป็นไอออนลบเสมอ โดยเขียนไอออนบวกและลบติดกัน และไม่ต้องเขียนแสดงประจุของไอออน เช่น KBr, BaCl2, NH4NO3, NaCl
- พิจารณาประจุของไอออนบวกและไอออนลบ โดยประจุรวมของสารประกอบต้องเป็น “ศูนย์” โดยห้อยท้ายสัญลักษณ์ของสัดส่วนไอออนบวกและไอออนลบที่ทำให้ประจุรวมเป็นศูนย์ด้วยเลขอาระบิก
ตัวอย่างเช่น แมกนีเซียมคลอไรด์ ( Magnesium Chloride ) ประกอบด้วยธาตุแมกนีเซียม ( Mg ) และ คลอรีน ( Cl ) ไอออนแมกนีเซียมมีประจุ +2 ไอออนของคลอไรด์มีประจุ -1 และผลรวมของประจุจะต้องเป็นศูนย์ ดังนั้น สัดส่วน แมกนีเซียม : คลอไรด์ คือ 1 : 2 เพราะฉะนั้นสูตรของแมกนีเซียมคลอไรด์ คือ MgCl2
หลักการเรียกชื่อสารประกอบไอออนิก
- เรียกชื่อไอออนบวกตามด้วยไอออนลบ
- เรียกไออนบวกที่เป็นไอออนของอะตอมเดี่ยวตามชื่อของธาตุนั้น เช่น Ca2+ อ่านว่า แคลเซียม
Na+ อ่านว่า โซเดียม Al3+ อ่านว่า อลูมิเนียม H+ อ่านว่า ไฮโดรเจน Ag+ อ่านว่า ซิลเวอร์ เป็นต้น
- ไอออนบวกของโลหะทรานสิชันที่มีเลขออกซิเดชันหลายค่า จะเขียนชื่อธาตุ ตามด้วยเลขออกซิเดชันเป็นเลขโรมันในเครื่องหมายวงเล็บ และให้เรียกชื่อด้วยภาษากรีก ( ถ้ามี ) แล้วลงท้ายไอออนที่มีเลขออกซิเดชันมากด้วย “อิก ( – ic )” และลงท้ายไอออนที่มีเลขออกซิเดชันน้อยด้วย “อัส ( – ous )” เช่น
ตัวอย่างที่ 1
Fe มีชื่อภาษากรีก คือ เฟอร์รัม ( Ferrum ) มีเลขออกซิเดชัน 2 ค่า คือ +2 และ +3
Fe (II) หรือ iron (II) เรียกว่า เฟอร์รัส ( ferrous )
ส่วน Fe (III) หรือ iron (III) เรียกว่า เฟอร์ริก ( ferric )
ตัวอย่างที่ 2
Hg มีเลขออกซิเดชัน 2 ค่า คือ +1 และ +2
Hg (I) หรือ mercury (I) เรียกว่า เมอร์คิวรัส ( mercurous )
ส่วน Hg (II) หรือ mercury (II) เรียกว่า เมอร์คิวริก ( mercurous )
- เรียกไอออนบวกที่มาจากกลุ่มอะตอมหรือโมเลกุลคล้ายชื่อเดิม แต่งท้ายสียงด้วย “เนียม ( – nium )” เช่น NH4+ เรียกว่า แอมโมเนียม PH4+ เรียกว่า ฟอสโฟเนียม เป็นต้น
- ไอออนลบส่วนใหญ่เรียกชื่อโดยเปลี่ยนท้ายชื่อภาษาอังกฤษเป็น “-ไอด์ ( – ide )” หรือบางชนิดเป็น “ –เอต ( – ate )” ตัวอย่างเช่น
H– เรียกว่า ไฮไดรด์ / hydride F– เรียกว่า ฟลูออไรด์ / fluoride
Cl– เรียกว่า คลอไรด์ / Chloride Br– เรียกว่า โบรไมด์ / bromide
I– เรียกว่า ไอโอไดด์ / iodide P 3- เรียกว่า ฟอสไฟด์ / phosphide
SCN– เรียกว่า ไทโอไซยาเนต / thiocyanate NO3– เรียกว่า ไนเทรต / nitrate
NCS– เรียกว่า ไอโซไทโอไซยาเนต / isothiocyanate NO2– เรียกว่า ไนไทรต์ / nitrite
ตัวอย่างการเรียกชื่อสารประกอบไอออนิกบางชนิด
NaCl โซเดียมคลอไรด์
BaBr2 แบเรียมโบรไมด์
KMnO4 โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต
CaC2O4 แคลเซียมออกซาเลต
NaHCO3 โซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนต หรือ โซเดียมไบคาร์บอเนต
(NH4)2SO4 แอมโมเนียมซัลเฟต
Co (NO3)3 โคบอลต์ (III) ไนเทรต
Co (NO3)2 โคบอลต์ (II) ไนเทรต
Fe2O3 เฟอร์ริกออกไซด์ หรือ เหล็ก (III) ออกไซด์
ขอบคุณแหล่งข้อมูล https://www.scimath.org/