Kas ir jonu saites?

Jonu saites ir elektrostatiskās saites veids starp diviem atomiem, kas ir vājākas par kovalentajām saitēm, bet parasti spēcīgākas par ūdeņraža saitēm vai van der Vālsa spēku, kas notur ūdeni pie sevis. Tie veidojas no savstarpējas jonu pievilkšanās. Tipiski jonu saites dalībnieki ir metāls un nemetāls, piemēram, nātrijs un hlors. Nātrijs un hlors apvienojas, veidojot tipisku ar jonu saistītu molekulu, nātrija hlorīdu vai parasto galda sāli.

Jonu saites var izskaidrot, izmantojot elektronu orbitāļu teoriju. Katram atomam ir elektronu orbitāļu skaits, kas vienāds vai lielāks par vienu. Katrai orbitālei ir noteikta maksimālā elektronu robeža, pēc kuras tiek izveidota jauna orbitāle. Orbitāļu skaits mums zināmajos elementos svārstās no viena ūdeņradim vai hēlijam līdz sešām, septiņām vai astoņām lielākām molekulām, kuru atomu skaits ir lielāks par urānu.

Elektronu orbitāles “vēlas”, lai tajās būtu maksimālais elektronu skaits. Tas ir tad, kad tie ir viszemākajā vai visstabilākajā enerģijas stāvoklī. Kad atoms, kuram trūkst tikai viena elektrona no augšējās orbitāles, nonāk saskarē ar atomu, kura augšējā orbitālē ir tikai viens elektrons, “vēlošais” atoms “nozog” elektronu no otra atoma, tādējādi stabilizējot tā orbitāli. Sekas ir tādas, ka tagad tajā ir par vienu elektronu vairāk nekā protonu, padarot to negatīvi lādētu. Nozagtā elektrona “upuris” attiecīgi iegūst pozitīvu lādiņu. Elektromagnētiskajā teorijā pretstati piesaista, tāpēc atomi ir spiesti karāties viens ap otru, līdz tie tiek sadalīti, piemēram, siltuma ietekmē. Tādas ir jonu saites.

Tā kā elektronu orbitāles jonu saitēs nedaudz pārklājas, tās tiek uzskatītas par vāji kovalentām vai savienotām ar kopīgiem elektroniem. Spēcīgākās saites ir ļoti kovalentas, un elektronu apvalki dziļi pārklājas viens ar otru. Dimants ir piemērs. Atomu atšķirība starp jonu saitēm un kovalentajām saitēm padara dimanta kušanas temperatūru daudz augstāku nekā akmeņsāls. Dažreiz elektronu atšķirība starp joniem jonu saitēs ir lielāka par vienu. Jo lielāka ir elektriskās polaritātes atšķirība, jo stiprāka ir saite.

Iegremdēšana ūdenī parasti satriec ar jonu saistīto materiālu pietiekami daudz, lai tas izšķīst. Jonu saistīto materiālu molekulārā būtība arī padara tos pakļautus kristālu sakārtošanai. Tie ir briesmīgi elektrības vadītāji, ja vien tie nav izkausēti vai suspendēti šķīdumā.