Да ли сте се икад запитали зашто је стварање јонских једињења егзотермно? Брзи одговор је да је резултирало јонско једињење стабилнија је од јона који су је формирали. Додатна енергија из јона се ослобађа када топлота јонске везе форма. Кад више топлота ослобађа се реакције него што је потребно да се догоди, реакција је егзотермно.
Схватите енергију јонског везивања
Јонске везе формирају се између два атома са а велика разлика у електронегативности међусобно. Обично се ради о реакцији између метала и неметала. Атоми су тако реактивни јер немају комплетне валентне електронске љуске. У овој врсти везе, електрон из једног атома се у основи донира другом атому да испуни своју валентну електронску љуску. Атом који „губи“ свој електрон у вези постаје стабилнији јер давањем електрона долази до испуњене или напола испуњене валентне љуске. Почетна нестабилност је толико велика за алкалне метале и алкалне земље да је потребно мало енергије за уклањање спољног електрона (или 2, за алкалне земље) да би се формирали катиони. Халогени, с друге стране, лако прихватају електроне да формирају анионе. Иако су аниони стабилнији од атома, још је боље ако се две врсте елемената могу окупити како би решили свој енергетски проблем. Ово је место где
јонски долази до везивања.Да бисте заиста разумели шта се догађа, размотрите стварање натријум-хлорида (кухињске соли) из натријума и хлора. Ако узимате гас натријума и хлора, сол се формира у спектакуларно егзотермној реакцији (као у кући, не покушавајте ово код куће). Тхе балансирана јонска хемијска једначина је:
2 На (с) + Цл2 (г) → 2 НаЦл
НаЦл постоји као кристална решетка јона натријума и хлора, где додатни електрон из атома натријума испуњава „рупу“ потребну за довршавање спољне електронске љуске атома хлора. Сада сваки атом има комплетан октет електрона. Са енергетског становишта, ово је изузетно стабилна конфигурација. Ако помно проучите реакцију, могли бисте се збунити јер:
Губитак електрона из елемента је увек ендотермички (јер је потребна енергија за уклањање електрона из атома.
На → На+ + 1 е- ΔХ = 496 кЈ / мол
Док је добитак електрона неметалом обично егзотермичан (енергија се ослобађа када неметал добије пуни октет).
Цл + 1 е- → Цл- ΔХ = -349 кЈ / мол
Дакле, ако једноставно урадите математику, можете видети да формирање НаЦл из натријума и хлора заправо захтева додавање 147 кЈ / мол да би се атоми претворили у реактивне јоне. Ипак, знамо из посматрања реакције, ослобађа се нето енергија. Шта се дешава?
Одговор је да додатна енергија која реакцију чини егзотермичком је енергија решетке. Разлика у електричном набоју између јона натријума и хлора узрокује да их се привлаче и померају један према другом. На крају, супротно наелектрисани јони формирају јонску везу један са другим. Најстабилнији распоред свих јона је кристална решетка. За разбијање решетке НаЦл (енергија решетке) потребно је 788 кЈ / мол:
НаЦл → На+ + Цл- ΔХрешетка = +788 кЈ / мол
Формирање решетке преокреће знак на енталпији, па је ΔХ = -788 кЈ по молу. Иако је за формирање јона потребно 147 кЈ / мол, много више енергија се ослобађа формирањем решетки. Нето промена енталпије је -641 кЈ / мол. Стога је стварање јонске везе егзотермно. Енергија решетке такође објашњава зашто јонска једињења имају изузетно високе тачке топљења.
Полиатомски јони формирају везе на исти начин. Разлика је у томе што ви узимате у обзир групу атома која формира тај катион и анион него сваки појединачни атом.