Распространенные одноатомные катионы

Группа	Элемент	Ион	Обозначение
IA	Литий Натрий Калий	Катион лития Катион натрия Катион калия	Li^+ Na^+ K^+
IIA	Бериллий Магний Кальций Стронций Барий	Катион бериллия Катион магния Катион кальция Катион стронция Катион бария	Be^2+ Mg^2+ Ca^2+ Sr^2+ Ba^2+
IB	Серебро	Катион серебра	Ag+
IIB	Цинк	Катион цинка	Zn2+
IIIB	Алюминий	Катион алюминия	Al3+

Распространенные одноатомные анионы

Группа	Элемент	Ион	Обозначение
VIIA	Фтор Хлор Бром Йод	Анион фтора Анион хлора Анион брома Анион йода	F^- Cl^- Br^- I^-
VIA	Кислород Сера	Анион кислорода Анион серы	O^2- S^2-
VA	Азот Фосфор	Аниона азота Анион фосфора	N^3- P^3-

С развитием учения о строении атома появились различные тео­рии, объясняющие причины образования химических соединений.

Одна из них объясняет образование химической связи между ато­мами за счет валентных электронов - электронов, расположенных на высших орбиталях и поэтому связанных с ядром наименее прочно. Поведение атомов в химических процессах зависит от того, насколько прочно их электроны удерживаются на своих орбиталях. При этом большое значение имеют следующие величины: длина связи, т.е. расстояние между связанными атомами, и энергия электрона в атоме (энергия ионизации) - энергия, которую необходимо затратить для отрыва электрона от атома.

Для многоэлектронных атомов существует несколько энергий ионизации, соответствующих отрыву первого, второго и т.д. электро­нов, т.е., как правило, происходит до тех пор, пока у атома после этого остается восьмиэлектронная оболочка (октет) или двухэлектронная оболочка (дублет).

Вполне естественно, что атомы с небольшим числом электронов на внешней орбите (один, два, три электрона) будут стремиться отдать их, обнажив предпоследнюю, устойчивую восьмиэлектронную оболочку. Атомы, на внешней орбите которых число электронов близко к восьми, будут стремиться принять недостающие электроны, например атомы эле­ментов VII, VI, V групп главных подгрупп периодической системы. Эти атомы, присоединяя электроны, образуют устойчивый отрицательный ион. Энергия отрыва электрона от такого иона определяет сродство ато­ма к электрону. В молекуле атом, как отдавший, так и принявший элек­троны, имеет устойчивую восьмиэлектронную или двухэлектронную обо­лочку.

В образовании связи принимают участие одиночные электроны наружного уровня у элементов главных подгрупп, наружного и преднаружного уровней у элементов побочных подгрупп.

Это может происходить несколькими способами, поэтому различают несколько типов химической связи.

· Сочетание атомов одного вида неметаллических элементов ведёт к образованию простых веществ с ковалентной неполярной связью. Например: F₂, O₂, N₂, H₂, Br₂, Cl₂.

· Сочетание атомов одного вида металлических элементов ведёт к образованию простых веществ с металлическим видом связи.

· Сочетание атомов типичных металлов (I и II группы) с атомами типичных неметаллов (главным образом неметаллов VII группы) образуются соединения с ионной связью.

Во всех остальных случаях образуются соединения с полярной ковалентной связью.

Известно, что элементы I и II групп периодической системы непо­средственно соединяются с элементами V-VIII групп. При этом ме­таллы полностью теряют свои электроны.

Ионная связь возникает между атомами элементов, характеризующихся ярко выраженными металлическими и неметаллическими свойствами.

В качестве примера рассмотрим образование молекулы NaС1. Последний электрон в атоме натрия (на М-слое) связан не очень сильно. В то же время атом хлора имеет на М-слое семь электронов, и до завершения внешнего слоя к нему можно добавить еще один электрон. Действительно, если атом натрия и атом хлора близко подходят друг другу, последний электрон натрия может перейти к атому хлора, в результате чего образуется молекула хлорида натрия, состоящая из положительного иона натрия и отрицательного иона хлора, испытывающих притяжение друг к другу за счет кулоновских сил: