Hvorfor består forbindelser af metaller og nonmetals af ioner?

Ioniske molekyler består af flere atomer, der har et elektronnummer, der er forskelligt fra deres jordtilstand. Når et metalatom binder med et nonmetalatom, mister metalatomet typisk en elektron til det ikke-metalliske atom. Dette kaldes en ionbinding. At dette sker med forbindelser af metaller og ikke-metaller er et resultat af to periodiske egenskaber: ioniseringsenergi og elektronaffinitet.

Metaller og nonmetals

Metallerne i det periodiske bord omfatter alle elementerne i grupper en til tre undtagen hydrogen, samt nogle andre elementer fra tabellernes nederste højre områder. Ikke-metalerne indeholder derimod alle elementerne i gruppe syv og otte samt nogle andre elementer fra grupper fire, fem og seks.

Ionisering Energi

Den ioniserende energi af et element beskriver mængden af ​​energi, der er nødvendig for at få et atom til at tabe en elektron. Metaller har en tendens til at have lave ioniseringsenergier. Det betyder, at de er "villige" til at slippe af med en elektron i en kemisk reaktion. Mange nonmetals har på den anden side høje ioniseringsenergier, hvilket betyder, at de er mindre villige til at miste en elektron i en reaktion.

Elektronaffinitet

Elektronaffinitet er energiforandringen, når et neutralt atom af et element vinder en elektron. Nogle atomer er mere villige til at få elektroner end andre. Metaller har en lille elektronaffinitet og accepterer derfor ikke villigt elektroner. Mange nonmetals har på den anden side store elektronaffekter; de frigiver en større mængde energi ved at acceptere elektroner. Dette betyder, at nonmetalsne er langt mere villige til at acceptere elektroner end metallerne er. Dette svarer til deres positioner på det periodiske bord. De reaktive nonmetals er tæt på gruppe otte elementer, som har fulde yderste elektronskaller. Gruppen otte elementer er meget stabile. Derfor vil en nonmetal, der er en eller to elektroner væk fra en fuld elektronskal, være ivrig efter at få disse elektroner og nå en stabil tilstand.

Bondetyper og elektronegativitet

Begreberne ioniseringsenergi og elektronaffinitet kombineres til en tredje periodisk tendens kaldet elektronegativitet. Elektronegativitetsforskelle mellem elementer beskriver typen af ​​bindinger mellem atomerne. Hvis elektronegativitetsforskelle er meget små, er bindingerne kovalente. Hvis elektronegativitetsforskelle er store, er bindingerne ioniske. Elektronegativitetsforskellene mellem metaller og de fleste nonmetals er høje. Derfor har bindingerne en ionisk karakter. Dette giver mening med hensyn til ioniseringsenergi og elektronaffinitet; metalatomer er villige til at miste elektroner, og de nonmetal atomer er villige til at få dem.