ионная связь

ИОННАЯ СВЯЗЬ

тип химической связи, для которой характерно существ. перераспределение электронной плотности атомов в молекуле по сравнению со своб. атомами. Идеальная И.с. отвечает образованию ионов в молекуле, т. е. такому электронному распределению, когда вблизи к.-л. ядра или группы ядер электронная плотность оказывается близкой к электронной плотности своб. иона. При этом электронная плотность смещается от одного из атомов (с низким потенциалом ионизации) к другому атому (с высоким сродством к электрону), как если бы произошел перенос электрона от одного атома к другому. Хим. соединения с И. с. можно качественно описывать как образованные не атомами, а ионами, напр. Na⁺Cl⁻, Cs⁺F⁻, Li⁺(AlF₄)⁻. Энергия И. с. в существ. степени определяется электростатич. (кулоновским) взаимод. ионов, в которых распределение заряда перестает быть сферически симметричным (т. е. ионы поляризуют друг друга). Взаимное расположение ионов в молекуле (ее геом. конфигурация) также определяется прежде всего кулоновским взаимод. ионов. В кристаллич. решетке вещества с И. с. каждый ион окружен противоположно заряженными ионами. Например, в кристалле CsCl ион Cs⁺ окружен 8 эквивалентными ионами Cl⁻. Эксперим. и расчетные данные по распределению электронной плотности, энергии образования кристаллич. решетки и т. п. подтверждают существование в кристаллах с И. с. положительных и отрицат. ионов. При растворении в полярных растворителях вещества с И. с. обычно диссоциируют с образованием сольватир. ионов, ионных пар или кластеров. Идеальной И. с. практически не существует; принято говорить о ионном характере хим. связи либо о ее полярности, имея в виду степень переноса заряда между атомами или эффективный заряд атома в молекуле. Характер электронного распределения в молекуле может меняться в зависимости от того, в каком из электронных и колебат. состояний она находится. Например, для типично ионной молекулы NaCl в возбужденных электронных состояниях электронное распределение может соответствовать зарядам на атомах Na⁺Cl⁻ или ковалентной связи. Даже в низшем электронном состоянии ионный характер связи существенно связан с колебат. состоянием. Так, для низшего по энергии колебат. состояния молекулы NaCl имеет место распределение заряда на атомах Na⁺Cl⁻ а при увеличении колебат. возбуждения и приближении к диссоциационному пределу более характерно распределение электронной плотности, отвечающее распаду на нейтральные атомы: NaCl → Na + Cl. Ионная система Li⁺(AlF₄)⁻ диссоциирует в низшем электронном состоянии на LiF и AlF₃. Таким образом, представление о И. с. применимо лишь для определенных квантовых состояний своб. молекулы. В хим. практике обычно рассматривают молекулы в низших колебат. состояниях основного электронного состояния, в которых смещения ядер от положения равновесия малы и тип хим. связи (ковалентный или ионный) является достаточно определенным.

^{Лит. см. при ст. химическая связь.}

_{Н. Ф. Степанов}