이온결합

염화나트륨 이온결합

고체 상태의 염화나트륨 이온결합 결정

이온결합(ionic bond)은 화학결합의 한 형태로, 전하를 띤 양이온과 음이온 사이의 정전기적 인력에 기반을 둔 결합이다. 소금(염화소듐), 사파이어(산화알루미늄), 유리(산화규소)와 같이 주변에서 흔히 볼 수 있는 많은 물질이 모두 이온결합 화합물들이다.

개요

이온결합이란 금속과 비금속 이온 사이의 정전기 인력을 통한 화학 결합의 한 종류이다. 이온결합은 주로 전자가 많은 금속과 전자가 부족한 비금속 사이에서 일어난다. 금속은 전자를 잃어 양성자의 개수가 전자의 개수보다 많은 양이온이 되고, 비금속은 전자를 얻어 전자의 개수가 양성자의 개수보다 더 많은 음이온 상태가 된다.

대표적인 이온결합 물질의 예로 염화나트륨을 들 수 있다. 염화나트륨은 이온 결합 결정으로 이루어진 고체로, 그림에서 보이듯이 일정한 규칙의 염소와 나트륨 이온들이 끊임없이 나열되어 있다. 이온 결합 물질인 소금은 양이온과 음이온이 서로 강하게 잡아당기는 결합을 하고 있기 때문에 녹는점이 높지만, 충격을 주면 양이온과 음이온 사이의 인력이 사라지며 쉽게 깨지게 된다.

원자가 껍질 (valence shell)에 전자가 거의 가득 차 있는 경우, 또는 전자가 거의 비어 있는 경우, 이 원자는 껍질을 완전히 채우거나 비우기 위해 매우 큰 반응성을 가질 수 있게 된다. 강하게 전기 음성도를 가진 원자는 종종 원자가 껍질에 하나 또는 두 개의 빈 궤도를 가지고 있으며 종종 다른 분자와 결합하거나 음이온을 형성하기 위해 전자를 얻으려고 한다. 전기 음성도가 약한 원자 (예를 들어 알칼리 금속)는 상대적으로 소수의 원자가 전자를 가지고 있기 때문에 전기 음성도가 강한 원자와 쉽게 공유 할 수 있다. 결과적으로 약한 음 전위 원자는 전자구름을 왜곡시키고 양이온 (cation)을 형성하는 경향이 있다.

이온결합의 특징으로는 상반된 전하를 띈 이온들 간의 전기적(쿨롱) 인력으로 서로 결합된 형태라는 것과 원소 간의 전기음성도 차이에 의해 이온결합 성향을 결정할 수 있다는 것이 있다. 또, 공유결합과 달리 방향성이 없어서 상하좌우 어디로나 양이온과 음이온이 번갈아 반복되는 구조를 갖는다. 마지막으로 물에 용해되면 이온결합이 끊어진다.

전기음성도(Electronegativity)는 원소가 전자를 끌어당기는 경향으로 이온결합을 하는 경향 정도를 나타내게 된다.

이온 화합물(Ionic Compound)는 이온결합에 의한 화합물을 일컬으며 전기적으로 중성을 띈다. 그의 예로는 할로겐 화합물이나 산화물이 있다. 이들은 대부분 고체 (이온결정) 형태를 띄고 금속과 비금속의 화학결합으로 생성되며 기본 구성 단위는 화학식 단위를 사용한다. 단원자 이온 화합물과 다원자 이온 화합물 (분자 이온; Molecular Ion)으로 분류된다.

특징

• 이온 간에 정전기적 인력

• 상반된 전하를 띈 이온들 간에 쿨롱(전기적) 인력으로 서로 결합된 형태

• 결합에너지가 큼

• 녹는점이 높은편

• 이온결합 성향 결정

• 원소 간의 전기음성도 차이에 의해 설명 가능

• 공유결합과는 달리 방향성이 없음

• 즉, 상하좌우 어디로나 양이온과 음이온이 번갈아 반복되는 구조

참고자료

• 〈이온결합〉, 《물리학백과》
• 〈이온결합〉, 《화학백과》
• 〈이온 결합〉, 《KT월드》

같이 보기

• 쿨롱의 법칙
• 공유결합
• 금속결합
• 양이온
• 음이온

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