Hogyan válik pontosan az ionos kötés kovalens jellegűvé?

De nem nagy az elektron negativitásaik között a különbség Cl:3,16 Ag:1,93, egy egy 1,51 különbég. Az hogy mekkora különbségtől számítunk valamit tiszta ionos kötésnek nem kőbevésett, mindenki mást mod. De a leggyakoribb számok szerint 1,8-2-tól már ionos vegyületnek számít.

De persze ezt nem úgy kell elképzelni mintha egy éles határ lenne a kettő között sokkal inkább egy átmente. Kezdve az apoláros kötéstől az ionosig.

Ha megnézed a legtöbb fém kloridja inkább az erősen polarizált kovalens kötés kategóriába esik. Viszont ezek a sók jól nagy része jól oldódik vízben. Viszont a hidroxidjaik meg álltalában nem oldhatók, pedig a -OH kötés polarizáltabb mint a -Cl kötés.

Azt kérdezted hogy egy ionos kötés hogy lesz kovalens jellegű, de ezekben az esetekben pont fordítva történik. Egy kovalens jellegű kötés ionossá válik. Ennek oka hogy ezek a fémek képesek a vízzel komplexeket alkotni, ezek a komplexek gyakran energetikailag elég kedvezek. Viszont ezeket csak úgy tudják alkotni ha ionos formában oldva vannak. Ezért a poláris kovalens kötés megbomlik és komlpex ionok keletkeznek. Ez többek közt azért lehetséges mert a kötés megbontásához szükséges energia kisebb mint a komplex képződése során felszabaduló energia.

Erről csak egy nagyon leegyszerűsített magyarázat, de ez a jelenség felelős például a réz furcsa viselkedéséért, vagy hogy például a cink ionok miért mutatnak olyan nagy oldhatóságot.

"hogy egy nagy erősségű fémion képes polarizálni az aniont (pl. az ezüst a kloridiont, nem nagyon tudom elképzelni, hogy pontosan mi is történik ilyenkor?! "

[Az ezüst(I)ion esetében ennél trükkösebb a kérdés, arra még külön visszatérek.]

Ahogy Zcom9 írta, bár az elektronegativitás különbségnek fontos szerepe van a kötés jellegének meghatározásában, ez alapján nem lehet éles határt húzni a kovalens és ionos kötésű vegyületek közé. És nem csak azért, mert fokozatos az átmenet. Megegyező elektronegativitás különbségű kötések esetén is lehet az egyik ionosabb, a másik kovalensebb jellegű.

Ennek a magyarázata gyakran a kationok polarizáló erejében és az anionok polarizálhatóságában van.

A kation polarizáló ereje azt jelenti, mennyire képes eltorzítani az anion elektronfelhőjét, mennyire erősen képes az anion atommagja(i)hoz képest magához vonzani az elektronjait. Értelemszerűen ha ezt nagyon erősen teszi, akkor gyakorlatilag egy poláris kovalens kötés alakul ki (közössé válik az elektronfelhő). Azaz minél nagyobb a polarizáló ereje, annál kovalensebb a kötés. A polarizáló erő pedig a felületi töltéssűrűségtől függ (felületegységre jutó töltés). Azaz minél kisebb az ion, és minél nagyobb a töltése, annál nagyobb a polarizálóereje. Például az alkálifémionok (pl. K+) kisebb töltésűek, és általában nagyobb sugarúak, mint az alkáliföldfémionok (pl. Ca2+), és ennek megfelelően az előbbiek sói jellemzően jobban is oldódnak, mint az utóbbiaké.

Az anion polarizálhatósága pedig azt jelenti, hogy mennyire könnyen tudja eltorzítani, maga felé vonzani a kation az anion elektronfelhőjét. A nagyobb átmérő (mivel az atommag nem vonzza olyan erősen a külső elektronokat) és a nagyobb töltés könnyebb polarizálhatóságot eredményez. Ez pedig (a korábban tárgyalt logika alapján) erősebb kovalens jeleget.

Például a jodidsók általában rosszabbul oldódnak, mint a kloridsók.

[link]

Az ezüst(I)ionok esetében azonban önmagában ez nem jelent túl jó magyarázatot mivel az ezüstionok töltése csak +1, és az átmérőjük sem olyan kicsi.

[link]

Próbáltam utána nézni, mi lehet a magyarázat (eddig bevallom nem tudtam), két lehetséges okot találtam, nem tudom, melyik milyen mértékben járul hozzá a rossz oldhatósághoz.

Az egyik az, hogy az ezüstnek viszonylag nagy az effektív magtöltése. (Az atommag töltésének egy részét egy elektronhoz képest az atom többi elektronja lényegében elfedi. Ha ezt az elfedő hatást levonjuk a tényleges töltésből, akkor kapjuk meg az effektív magtöltést.) Így feltételezem, erősebb vonzó erőt tud az ionja is gyakoroloni egy anion elektronfelhőjére, mint egy kisebb effektív magtöltésű anion esetén, így erősebb lehet a polarizáló hatása.

Másrészt már Zcom09 is említette, hogy sok fémion (főleg az átmeneti fémek ionjai) hajlamosak komplexeket képezni. Gyakran vizes oldatokban is ilyen formában vannak (például a réz(II)ion tartalmú oldatok ezért világoskék színűek általában). Ha komplexet tud képezni az ion, az általában javítja az oldhatóságot (ha ismered az ezüsttükör próbát vagy a Fehling reakciót, azok estében is találkozhattál ezzel a jelenséggel). Viszont az ezüst(I)ionok nem olyan erősen hajlamosak komplex képzésre. (Hogy ez miért van így, az egy nagyon jó kérdés. Arra emlékszem, hogy a kristálytérmodellel szokták a komplexek kialakulását és viselkedéssel magyarázni, de erről a modellről csak nagyon halvány emlékfoszlányaim vannak, arra semmiképp sem elegendők, hogy ezt itt most megpróbáljam megmagyarázni. De hátha erre jár majd valaki, aki jobban ért ehhez a témához.) Az angol wikipedián azt írják, hogy például oxigénatomokhoz nem szívesen kapcsolódik, így értelemszerűen vízzel sem igen alkot komplexet, ami rontja az oldhatóságot.

[link]

Szóval én ezekre gondolnék, az ezüst sók általában miért oldódnak rosszul. De ha valaki jobban ért hozzá, nyugodtan javítson ki!

#1

"Azt kérdezted hogy egy ionos kötés hogy lesz kovalens jellegű, de ezekben az esetekben pont fordítva történik."

Szerintem nem. Ionkötésről szerintem kristályrácsban (vagy olvadékban beszélünk), oldatban nem. Hiszen a rácsenergiát be kell fektetni ionvegyület esetén az oldódáshoz. (Persze ez nem azt jelenti, hogy az ionok között nem lesz vonzóerő, de mivel az átlagos távolság jóval nagyobb, mint a kristályrácsban, ezért a vonzó erő is jóval gyengébb.)

A komplexen belül pedig kovalens kötések vannak.