Ionivaraus alkuaineiden jaksollisessa järjestelmässä

Tässä on taulukko kaikista tuntemistamme alkuaineista - jaksollinen järjestelmä. Jokainen laatikko edustaa yhtä alkuainetta. Useimmat alkuaineet ovat metalleja. Kun metallit reagoivat muiden aineiden kanssa, ne haluavat eroon elektroneista. Niin tehdessään niistä tulee positiivisia ioneja.

Osa alkuaineista on epämetalleja. Useimmat epämetallit haluavat poimia lisää elektroneja ja tulla negatiivisiksi ioneiksi. Epämetallit pystyvät ottamaan lisää elektroneja toisella tavalla, yhdistymällä. Siten ne voivat jakaa elektroneja keskenään, kovalenttisissa sidoksissa. Metallien ja epämetallien väliltä löydämme alkuaineita, jotka eivät aivan sovi kumpaankaan kategoriaan.

Nämä alkuaineet ovat puolimetalleja. Tämä raja metallien ja epämetallien välillä ei ole täysin suora, vaan enemmän kuin portaikko. Ja se vähän hankaloittaa asioita. Miksi niin? Katso tätä.

Joistakin aineista on helppo nähdä minkä ionivarauksen ne saavat menettäessään tai saadessaan elektronin. Tämän voi nähdä pystyrivistä, johon ne sijoittuvat. Kaikki ensimmäisen pystyrivin atomit haluavat antaa yhden elektronin ja muodostaa ioneja, joiden varaus on plus yksi. Toisen pystyrivin alkuaineet muodostavat 2+ -ioneja, antamalla pois kaksi elektronia. Näille aineille, siirtymämetalleille, ei ole yksinkertaista sääntöä.

Niiden muodostamat ionit voivat saada erilaisia varauksia. Kutistetaan taulukon keskikohta tilan säästämiseksi. Kuvio jatkuu siirtymämetallien toisella puolella. Tässä pystyrivissä atomit muodostavat ioneja, joiden varaus on 3+. Mutta eivät kaikki.

Mikseivät? Koska tässä on se "raja", josta puolimetallit alkavat. Ja puolimetallit eivät noudata tätä sääntöä ionivarauksesta. Ainoastaan puolimetallien alla olevat aineet saavat varauksen 3+. Pystyriveissä, joissa on 4+ ja 5+ -ioneja, on sama juttu: Ionivaraus pätee ainoastaan puoli- metallien alapuolisiin vaakariveihin.

Tässä metallit voivat joskus muodostaa ioneja, joilla on alempi varaus, mutta 4+ ja 5+ ovat korkeimmat, joihin ne yltävät. Entäpä epämetallit, oikealla puolella? Tässä pystyrivit osoittavat, kuinka monta elektronia atomit haluavat saada. Oikeassa reunassa on alkuaineita, jotka eivät halua yhtään elektronia. Voidaan sanoa niiden saavan varauksekseen "nolla".

Askel vasemmalle, niin löydämme atomeja, jotka haluavat poimia yhden elektronin. Niin tehdessään niiden varaus on miinus yksi. Epämetallit voivat saada elektroneja toisella tavalla, käyttämällä kovalenttisia sidoksia. Koska nämä atomit tarvitsevat vain yhden elektronin, yksi sidos riittää. Niiden "kyky sitoutua" – tai valenssi – on 1.

Päteekö tämä kaikkiin atomeihin tässä pystyrivissä? Ei, ei puolimetalleihin täällä alhaalla. Vielä askel vasemmalle, ja atomit haluavat kaksi elektronia lisää. Ne voivat joko muodostaa kaksi sidosta tai ne voivat poimia kaksi elektronia ja tulla 2- -ioneiksi. Mutta kuten aiemmin, tämä koskee vain puolimetallien yläpuolisia alkuaineita.

Tässä pystyrivissä on vain kaksi epämetallia. Ne saavat varauksen 3- tai haluavat muodostaa kolme sidosta. Ja on vain yksi epämetalli, joka muodostaa neljä sidosta tai voi saada ionivarauksen 4-. On siis olemassa yleissääntö, joka kertoo meille metalli-ionien positiivisen varauksen, epämetalli-ionien negatiivisen varauksen ja epämetallin muodostamien sidosten määrän. Metallien ja epämetallien välistä löytyvät puolimetallit.

Ne eivät noudata tätä yleissääntöä. Metallien ja epämetallien välinen side on muodoltaan kuin portaikko. Ei siis ole olemassa montaa metallia, joiden positiivinen varaus on korkea eikä montaa epämetallia, jotka saavat korkean negatiivisen varauksen, tai jotka muodostavat suuren määrän kovalenttisia sidoksia.