イオン性化合物の特性
すべてのイオン性化合物は、アニオンとカチオンが互いに引きつけられて形成されるため、イオン性化合物はよく似た特性を持っています。
イオン化合物は結晶を形成する
イオン化合物は、カチオンとアニオンが互いの反対の電荷のために隣り合っていることから構成されています。 例えば、リチウムのカチオンが1個、塩素のアニオンが1個くっついて塩化リチウムになるとします。 さて、この場所にリチウムイオンと塩化物イオンが1つずつしか存在しないということはあり得ません。一般に化学反応というと、非常に小さな場所で膨大な数の原子が反応していることを意味します(小さじ1杯の塩には約1022個の原子が含まれています)。 その結果、1つのLiClペアが別のLiClペアに近づくと、次のようになります。
逆に帯電したイオンは互いに引き合うため、LiClペアはより大きなグループを形成する傾向があります。
図8.3一方のペアのリチウムカチオンの正電荷は、他方のペアの塩化物イオンの負電荷に引き付けられます。
図8.
結晶は、イオンや原子が規則的なパターンで積み重なった大きな配列です。
これらのイオンの大きな配列は結晶と呼ばれます。 結晶はイオン化合物から形成されることが多いのですが、ダイヤモンドのように他の化学物質にも存在します。
水酸化物は、1つまたは複数の水の分子がイオン化合物に付着して形成されます。 このような化合物は、一見すると乾燥しているように見えますが、熱を加えると水が出てくるという興味深いものです。 特に面白いのはエプソムソルト、つまり硫酸マグネシウム七水和物(MgSO47H2O)です。
イオン化合物は融点や沸点が高いことが多い
台所で何かを加熱するとどうなるでしょうか。 料理をしているときに(あるいは退屈しのぎに適当なものを電子レンジで温めているときに)、私たちが食べている食品のほとんどが、加熱すると溶けたり燃えたりすることを知ったかもしれません。 中にはその両方が起こるものもあります。
一方、イオン化合物は、他の物質よりもはるかに高い温度で溶けたり沸騰したりすることがよくあります。 イオン化合物が溶けるためには、陽イオンと陰イオンが互いに離れるように十分なエネルギーを加える必要があります。 この引き合う力が非常に強いため、イオンを引き離すには大きなエネルギーが必要となるのです。
イオン化合物は硬くて脆い
塩化リチウムの大きな塊を頭にぶつけたとします。 どんな感じがすると思いますか? 猛烈に痛いだろうと思った人は、その通りでした。 多くのイオン化合物と同様に、塩化リチウムは岩のように硬いのです。
イオン化合物が非常に硬いのは、結晶の中でイオン同士を離れさせるのが難しいからです。
イオン化合物が非常に硬いのは、結晶中のイオン同士を引き離すのが難しいからです。結晶に大きな力を加えても(塩化リチウムの巨大な壁に真っ向からぶつかったと想像してみてください)、陽イオンと陰イオンの間の引力で結晶がまとまり続けることが多いのです。 イオン性化合物は非常に硬い反面、非常にもろいことが多く、適切な力を加えるとバラバラになってしまいます。
図8.
この図からわかるように、イオン結晶は、小さな力で結晶を分解できる領域があるように配列されています。
イオン性化合物は、水に溶かしたり、溶かしたりすると電気を通す
昔々、髪を乾かすための装置を考えた発明家がいました。 電気で空気を温め、それを持った人の髪に吹き付ける「ヘアードライヤー」と呼ばれる装置です。 熱を加えると水分が蒸発するので、髪の毛が早く乾くのである。
電解質とは、水に溶けると電気を通す化合物のことです。 多くのイオン性化合物が電解質であると考えられている。 しかし、イオン性化合物の中には、水に溶けないものもあります。
しばらくして、「髪を乾かすのに風呂から上がるのを待つのは嫌だ」と考えた男がいました。 彼の遺産。
イオン性化合物を水に入れると、水が電気を帯びます。 通常、水は全く電気を通しません。 しかし、塩類が水に溶けると、構成要素である陽イオンと陰イオンに分解され、これらのイオンが存在することで電気を通すことができるのです。
同じように、純粋な塩も溶かすと電気を通します。 イオン性化合物は、固体の状態ではアニオンとカチオンが固定されており、電荷を移動させることができない。
The Complete Idiot’s Guide to Chemistry 2003 by Ian Guchからの抜粋です。
The Complete Idiot’s Guide to Chemistry 2003 by Ian Guchからの抜粋です。
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