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化学入門

学習目標

  • イオン結合の知識を応用して、イオン化合物の式を予測する

キーポイント

  • イオン化合物の陽イオンと陰イオンには電荷があります。

キーポイント

    • イオン化合物中のカチオンとアニオンの電荷は、安定した希ガスの電子配置を得るために必要な価電子の損失または獲得によって決定することができます。
    • イオン化合物のカチオンとイオンの電荷は、安定した希ガスの電子配置を得るために必要な価電子の喪失または獲得によって決定される。
    • イオン化合物の中で組み合わされる陽イオンと陰イオンの数は、電気的に中性になるように組み合わされる整数の最も単純な比率です。
    • 筆記体でも数式でも、陽イオンが陰イオンの前にあります。

用語

  • polyatomic ion複数の原子からなるイオン
  • empirical formula化合物の式中の元素間の最も単純な整数比
  • noble gas周期表の第18族の元素のうち、単原子で、ごく限られた例外を除いて不活性または非反応性のもの。
  • 電気的に中性原子や分子、化合物に電子の過不足がない場合に生じる正味の電荷がゼロの状態。

イオン性化合物

イオン結合は、通常、金属から非金属への1つ以上の価電子の移動によって形成され、魅力的な静電力によって結合するカチオンとアニオンを生成します。 巨視的なスケールでは、塩化ナトリウム(NaCl)などのイオン化合物は、結晶格子を形成し、常温常圧では固体である。

Crystalline Lattice塩化ナトリウムの結晶格子

陽イオンと陰イオンの電荷は、安定した希ガスの電子配置を実現するために必要な電子の数によって決まります。

例えば、マグネシウム(Mg)と臭素(Br)を結合させてイオン化合物を得るには、まずこれらの原子の電子配置に注目します(イタリックで示された原子価レベル):

Mg: 1s22s22p63s2

Br:

Mg: 1s22s22p63s2

Br: 1s22s22p63s23p63d104s24p5

希ガス化するためには、マグネシウム原子は2個の価電子を失う必要があり、7個の価電子を持つ臭素原子は、外殻を埋めるために1個の電子を追加する必要がある。 そのため、中性の化合物にするためには、2つの臭素アニオンと1つのマグネシウムカチオンが結合して、臭化マグネシウム(MgBr2)になる必要がある。 また、臭素原子2個とマグネシウム原子1個の割合であれば、上記の2つの条件を満たすことができますが、イオン化合物の式は、通常、経験式、つまり正の整数を持つ最も単純な原子の全数比で示されます。

筆記体でも数式でも、陽イオンが陰イオンの前にあることに注意してください。筆記体では、陽イオンの名前は一般的に元素と同じですが、塩化ナトリウムのように1原子の陰イオンの接尾辞は-ideに変わります。

その他の例

  • フッ化リチウム。
    • フッ化リチウム:Li+とF-が結合してLiFになる
    • 塩化カルシウム:Ca2+とCl-が結合する。 Ca2+とCl-が結合してCaCl2になる
    • 酸化鉄(II)。 Fe2+とO2-が結合してFeOになる
    • 硫化アルミニウム。 Al3+とS2-が結合してAl2S3になる
    • 硫酸ナトリウム。 Na+とSO42-が結合してNa2SO4になる
    • リン酸アンモニウム。 NH4+とPO43-が結合して(NH4)3PO4
    • 亜塩素酸カリウム。

    動画の概要

    Chemistry 5.3 Formula Writing: Chemistry 5.3 Formula Writing: Ionic Compounds – YouTube2価のイオン化合物や多原子イオンを含むイオン化合物の式の書き方を学びます。
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