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이온 화합물

Ionic compound
대표적인 이온 화합물인 염화나트륨 NaCl의 결정구조.보라색 구들은 나트륨을 나타내고+, 녹색 구들은 염화물을 나타낸다−.노란 스티플은 정전력을 보여준다.

화학에서 이온화합물은 이온 결합이라는 정전기력에 의해 결합되는 이온으로 구성된 화학 화합물이다.화합물은 전체적으로 중성이지만 양이온이라고 하는 양전하 이온과 음전하 이온이라고 하는 음전하 이온으로 구성되어 있다.염화나트륨의 나트륨(Na+)과 염화물(Cl−)과 같은 단순한 이온이나 탄산암모늄의 암모늄(NH+
4)과 탄산암모늄(CO2−
3) 이온과 같은 다원자 종일 수 있다.이온 화합물 내의 개별 이온은 보통 가장 가까운 여러 개의 이웃을 가지고 있으므로 분자의 일부가 아니라 연속적인 3차원 네트워크의 일부로 간주된다.이온 화합물은 보통 고체일 때 결정 구조를 형성한다.

기본 이온 수산화물(OH−) 또는 산화물(O2−)을 함유한 이온화합물은 염기로 분류된다.이러한 이온이 없는 이온성분들은 염분이라고도 하며 산-베이스 반응에 의해 형성될 수 있다.이온 화합물은 또한 할로겐 기체와 같은 반응성 비금속과 반응성 금속의 전자전달 반응 또는 용매, 강수량, 동결, 고체 상태 반응의 증발로 구성 이온에서 생성될 수 있다.

이온화합물은 일반적으로 용융점과 비등점이 높고 단단하고 부서지기 쉽다.고체로서 그것들은 거의 항상 전기적으로 절연되지만, 녹거나 용해되면 이온이 동원되기 때문에 전도성이 높아진다.

발견의 역사

이온이라는 단어는 그리스어 ἰόν, 이온, "going"으로 현재 ἰναι, ienai, "to go"의 분사다.이 용어는 물리학자 겸 화학자 마이클 패러데이에 의해 1834년 수성 매체를 통해 한 전극에서 다른 전극으로 옮겨가는 당시 알려지지 않은 종을 위해 도입되었다.[1][2]

브래그사가 개발한 X선 분광계

1913년 염화나트륨의 결정구조는 윌리엄 헨리 브래그와 윌리엄 로렌스 브래그에 의해 결정되었다.[3][4][5]이것은 각 원자에 대해 등거리 근거리 근거리 6개가 존재한다는 것을 밝혀내, 성분들이 분자나 유한 골재에 배열된 것이 아니라, 그 대신 원거리 결정질서를 가진 네트워크로서 배열되어 있음을 보여주었다.[5]그 밖의 많은 무기 화합물도 유사한 구조적 특징을 가진 것으로 밝혀졌다.[5]이들 화합물은 곧 중성 원자가 아닌 이온으로 구성되는 것으로 설명되었으나, 이 가설의 증거는 (전자의 밀도를 감지하는) X선 반사 실험이 행해진 1920년대 중반에 이르러서야 발견되었다.[5][6]

이온 결정구조의 이론적 치료법 개발에 주요 공헌자는 맥스 본, 프리츠 하버, 알프레드 랜데, 에르윈 마델룽, 폴 피터 에발트, 카지미에르스 파잔스였다.[7]Born은 열화학 측정과 좋은 일치성을 보이는 이온성 성분의 가정에 기초하여 수정 에너지를 예측하여 그 가정을 더욱 뒷받침했다.[5]

포메이션

White crystals form a mineral sample of halite, shown against a black background.
염화나트륨의 미네랄 형태인 할라이트는 짠물이 이온을 남기고 증발할 때 형성된다.

이온화합물은 증발, 강수 또는 결빙에 의해 구성 이온에서 생성될 수 있다.알칼리 금속과 같은 반응성 금속은 고도로 전기적인 할로겐 가스와 직접 반응하여 이온 제품을 형성할 수 있다.[8]고형분 사이의 고온 반응의 산물로도 합성할 수 있다.[9]

이온화합물이 용매에 용해되면 이 전해액에서 용매를 증발시켜 고체화합물로 얻을 수 있다.[10]용제가 증발하면서 이온은 증기로 들어가지 않고 남은 용액에 머물러 있다가 충분히 농축되면 핵이 일어나 이온 화합물로 결정된다.이 과정은 자연에서 광범위하게 발생하며 증발 광물의 생성 수단이다.[11]용액에서 화합물을 회수하는 또 다른 방법은 용액을 고온에서 포화시킨 다음 용액이 과포화되어 고체 화합물 핵이 될 때까지 온도를 낮춰 용해도를 줄이는 것이다.[10]

불용성 이온 화합물은 두 가지 용액을 혼합하면 침전될 수 있다. 하나는 양이온과 혼합하고 다른 하나는 음이온이 들어 있다.모든 용액은 전기적으로 중립적이기 때문에 혼합된 두 용액은 반대 전하의 대응도 포함해야 한다.이러한 것들이 침전된 이온화합물을 오염시키지 않도록 하기 위해서는 침전되지 않도록 하는 것이 중요하다.[12]만약 두 용액이 수소 이온과 수산화이온을 반격으로 가지고 있다면, 그들은 산-베이스 반응 또는 물을 형성하기 위한 중화 반응이라고 불리는 것에서 서로 반응할 것이다.[13]또는 단일 용액으로 결합하더라도 방광기 이온으로 용해될 수 있도록 보장하기 위해 반항을 선택할 수 있다.[12]

용제가 생성의 증발법이나 강수법에 있는 물이라면, 형성되는 이온결정에도 결정화의 물이 포함되어 있는 경우가 많기 때문에 제품을 하이드레이트라고 하며, 화학적 성질이 매우 다를 수 있다.[14]

녹은 염분은 냉각 시 동결점 이하로 굳는다.[15]이것은 고체 반응제로부터 복잡한 이온 화합물의 고체 상태 합성에 사용되기도 하는데, 이 화합물은 먼저 함께 녹여진다.[16]다른 경우에는 고체 반응제를 녹일 필요가 없고 대신 고체 반응 경로를 통해 반응할 수 있다.이 방법에서 반응제는 반복적으로 반죽으로 곱게 갈아서 오븐에 반응제 혼합물이 남아 있는 시간 동안 이웃 반응제의 이온이 함께 확산될 수 있는 온도로 가열된다.[9]다른 합성 루트는 비휘발성 이온의 정확한 기압계 비율을 가진 고체 전구체를 사용하며, 다른 종을 쫓아내기 위해 가열된다.[9]

고반응성 금속(보통 그룹 1 또는 그룹 2에서)과 고전기성 할로겐 가스 또는 물 사이의 일부 반응에서 원자는 전자 전달에 의해 이온화될 수 있는데,[17] 이 과정은 Born-Haber 사이클을 사용하여 열역학적으로 이해된다.[18]

본딩

플루오르화 나트륨을 형성하기 위해 리독스 반응을 겪는 나트륨과 플루오린 원자의 전자 껍질 도식도.나트륨은 안정적인 전자 구성을 위해 외부 전자를 잃고, 이 전자는 불소 원자 속으로 외기적으로 들어간다.반대로 충전된 이온(대개 많은 이온)은 서로 끌어당겨 고체를 형성한다.
주요 기사:이온 결합

이온 화합물의 이온은 주로 이 신체의 전하 분포 사이의 정전기적 힘에 의해 함께 고정되며, 특히 음이온의 순 음전하와 양이온의 순 양전하 사이에 긴 범위의 쿨롬 유인에 의한 이온 결합이 발생한다.[19]또한 작은 이온에 대한 응집 에너지의 약 1~2%만 기여하는 반 데르 발스 상호작용에 의한 작은 추가적인 매력적인 힘이 있다.[20]한 쌍의 이온이 외부 전자 껍질(대부분 단순 이온에는 닫힌 껍질이 있다)이 겹칠 정도로 가까이 오면, 파울리 배척 원리로 인해 짧은 범위의 반발력이 발생한다.[21][22]이들 힘 사이의 균형은 핵이 특정한 평형 거리에 의해 분리되었을 때 최소의 에너지로 전위 에너지로 이어진다.[21]

상호작용하는 두 신체의 전자적 구조가 서로 존재하는 것에 의해 영향을 받는다면, 공가 상호작용(비이온적)도 형성된 화합물의 전체적인 에너지에 기여한다.[23]이온화합물은 순수하게 이온화합물인 경우는 드물다. 즉, 정전기력에 의해서만 결합된다.불소 세슘과 같은 가장 전기적인/전기적인 쌍들 사이의 결합은 약간의 공효율을 나타낸다.[24][25]반대로, 원자와 달리 원자들 사이의 공밸런트 결합은 종종 전하 분리를 나타내며 부분 이온성을 갖는 것으로 간주될 수 있다.[23]화합물이 이온성 또는 공동발효성을 갖는 상황은 일반적으로 전하와 각 이온의 크기만을 사용하는 파잔스의 규칙을 사용하여 이해할 수 있다.이 규칙에 따르면 이온성자가 가장 많은 화합물은 낮은 전하를 가진 큰 양의 이온을 가지고 있으며, 높은 전하를 가진 작은 음이온에 결합된다.[26]보다 일반적으로 HSAB 이론을 적용할 수 있는데, 여기서 가장 이온적인 성질을 가진 화합물은 하드산과 하드 베이스로 구성된 화합물이다. 음이온과 양이온 사이의 전기적 중요도의 차이가 높은 작고 고충전된 이온이다.[27][28]이 전기적 성분의 차이는 전하 분리, 그리고 그 결과 쌍극 모멘트가 이온이 접촉할 때에도 유지된다는 것을 의미한다(음극의 초과 전자는 양이온을 중화시키기 위해 전이되거나 편극화되지 않는다).[29]

구조

아연 혼합 구조의 단위 셀

이온은 격자 에너지를 최소화하는 배열(매력 극대화 및 반발 최소화)로, 일반적으로 매우 규칙적인 결정 구조로 채워진다.격자 에너지는 모든 현장과 다른 모든 현장의 상호작용을 합한 것이다.분해할 수 없는 구형 이온의 경우 정전기 상호작용 에너지를 결정하기 위해서는 전하와 거리만 필요하다.어떤 특정한 이상적인 결정 구조에서, 모든 거리는 기하학적으로 가장 작은 내부 비거리와 관련이 있다.따라서 가능한 각 결정 구조에 대해, 총 정전기 에너지는 에발트 합계를 사용하여 효율적으로 계산할 수 있는 마들룽 상수라고[21] 불리는 승수 상수에 의해 가장 가까운 인접 거리에서 단위 전하의 정전기 에너지와 관련될 수 있다.[30]추가 반발 에너지에 대해 합리적인 형태를 가정할 때, 총 격자 에너지는 본-란데 방정식,[31] 본-마이어 방정식 또는 구조 정보가 없는 경우 카푸스틴스키 방정식을 사용하여 모델링할 수 있다.[32]

이온의 훨씬 더 간단한 근사치를 관통할 수 없는 단단한 구로서 사용함으로써, 이들 시스템에서 음이온의 배열은 흔히 구들이 사면체 또는 팔면체 사이를 점유하면서 촘촘하게 포장된 배열과 관련이 있다.[33][34]이온화합물의 정지계, 양이온과 음이온의 조정(기본적으로 반지름비로 결정)에 따라 다양한 구조물이 공통적으로 관찰되며,[35] 이론적으로는 폴링의 규칙에 의해 합리화된다.[36]

음이온이[35] 밀접하게 포장된 공통 이온 화합물 구조
스토이치오메트리 양이온:아니온
조정		 중간 사이트 음이온의 입방 밀착 패킹 음이온의 육각형 근접 패킹
사용 임계 반지름
비율		 이름 마들룽 상수 이름 마들룽 상수
MX 6:6 팔면 전부의 0.4142[33] 염화나트륨 1.747565[37] 직선을 긋다 <1.73[a][38]
4:4 교대 사면체 0.2247[39] 아연 혼합물 1.6381[37] 우르츠아이트 1.641[5]
MX2 8:4 사면체의 0.2247 불소를 함유하다 5.03878[40]
6:3 반팔면체(완전히 점유된 층) 0.4142 염화 카드뮴 5.61[41] 요오드화 카드뮴 4.71[40]
MX3 6:2 팔면 3분의 1 0.4142 로듐(III)브로마이드[b][42][43] 6.67[44][c] 요오드화 비스무트 8.26[44][d]
M2X3 6:4 팔면체의 3분의 2 0.4142 코런덤 25.0312[40]
ABO3 팔면체의 3분의 2 0.4142 일메나이트 요금에 따라 다름
구조 및 구조
AB2O4 1/2 사면체 및 1/2 팔면체 rA/rO = 0.2247,
rB/rO = 0.4142[f]		 스피넬, 역 스피넬 양이온에 따라 다름
부지 분포[47][48][49]		 올리바인 양이온에 따라 다름
부지 분포[50]

어떤 경우에는 음이온이 단순한 입방 패킹을 하고 그 결과로 관찰되는 공통 구조물은 다음과 같다.

간단한 입방체 팩 음이온을[43] 가진 공통 이온 복합 구조물
스토이치오메트리 양이온:아니온
조정		 점유된 중간 사이트 예시 구조
이름 임계 반지름
비율		 마들룽 상수
MX 8:8 가득 찬 염화 세슘 0.7321[51] 1.762675[37]
MX2 8:4 반만 채워진 플루오르화칼슘
M2X 4:8 반만 채워진 산화 리튬

특히 음이온이나 양이온의 혼합물을 포함한 일부 이온성 액체는 수정핵이 발생할 시간이 충분하지 않을 정도로 빠르게 냉각될 수 있으므로 이온성 유리가 형성된다(장거리 순서가 없음).[52]

결함들

Diagram of charged ions with a positive ion out of place in the structure
Frenkel
Diagram of charged ions with a positive and negative missing from the structure
쇼트키 결함
참고 항목: 결정학적 결함

이온 결정 안에서, 보통 점 결함은 있을 것이지만, 전기성을 유지하기 위해서, 이러한 결함은 쌍으로 나온다.[53]Frenkel 결함은 cation interstitial과 쌍을 이루는 cation 빈 공간으로 구성되며, 결정의 대량 어디서든 생성될 수 있으며,[53] 음이온보다 훨씬 작은 조정 번호와 양이 있는 화합물에서 가장 흔히 발생한다.[54]쇼트키 결함은 각 유형의 공실로 구성되며, 결정 표면에서 생성되며,[53] 음이온과 양이온의 크기가 비슷한 경우 조정 번호가 높은 화합물에서 가장 흔히 발생한다.[54]양이온이 가능한 산화 상태가 여러 개일 경우, 산화 수치가 높은 양이온 현장의 전자 결함을 보상하여 비스토리치계 화합물이 될 수 있다.[53]또 다른 비점화학적 가능성은 음이온 공실을 점유하는 자유 전자인 F-center의 형성이다.[55]화합물에 이온 성분이 3개 이상 있으면 훨씬 더 많은 결점 유형이 가능하다.[53]이러한 모든 점 결함은 열 진동을 통해 발생할 수 있으며 평형 농도를 가진다.그것들은 정력적으로 비싸지만 엔트로피적으로 이롭기 때문에, 높은 온도에서 더 높은 농도에서 발생한다.일단 발생된 결함의 쌍은 격자 부위들 사이를 뛰면서 서로 거의 독립적으로 확산될 수 있다.이러한 결함 이동성은 확산과 고체 상태의 이온 전도성을 포함하여 이온 결정 내에서 대부분의 전송 현상의 근원이다.[53]빈 자리가 중간자(프렌켈)와 충돌할 때, 그들은 서로를 재결합시켜 전멸시킬 수 있다.마찬가지로 결원은 수정 표면(쇼트키)에 도달하면 제거된다.결정 구조의 결함은 일반적으로 격자 파라미터를 확장하여 결정의 전체 밀도를 감소시킨다.[53]결함은 또한 뚜렷하게 다른 국소 환경에 이온을 발생시켜 다른 결정장 대칭을 경험하게 하며, 특히 서로 다른 양이 격자 부위를 교환하는 경우 더욱 그러하다.[53]이로 인해 d-전자 궤도가 서로 다르게 분할되어 광학 흡수(그리고 그에 따른 색상)가 결함 농도에 따라 변할 수 있다.[53]

특성.

산도/기초성

수소이온(H+)을 함유한 이온화합물은 산으로 분류되며, 전기전자 양이온과[56] 기본 음이온 수산화물(OH−) 또는 산화물(O2−)을 함유한 화합물은 염기로 분류된다.다른 이온 화합물은 소금으로 알려져 있고 산-기초 반응에 의해 형성될 수 있다.[57]그 화합물이 강한 산과 약한 염기간의 반응의 결과라면 그 결과는 산성염이다.강한 염기와 약한 산 사이의 반응의 결과라면 그 결과는 기본 소금이 된다.강한 산과 강한 염기 사이의 반응의 결과라면 그 결과는 중성염이다.약한 염기에 반응하는 약한 산은 아세트산 암모늄과 같은 결합기초이온과 결합기산 이온 둘 다로 이온화합물을 생산할 수 있다.

어떤 이온들은 암페리히로 분류되어 산이나 염기와 반응할 수 있다.[58]이것은 또한 이온성, 일반적으로 덜 전기적인 금속의 산화물 또는 수산화물(그래서 이 화합물은 아연 산화물, 알루미늄 수산화물, 알루미늄 산화물 및 납과 같은 유의미한 공동발효 특성을 가지고 있다)을 가진 일부 화합물에도 적용된다.II) 산화물.[59]

용융점 및 비등점

전하가 높을 때 입자 사이의 정전기력은 가장 강하고, 이온의 핵 사이의 거리는 작다.이러한 경우 화합물은 일반적으로 용융점과 비등점이 매우 높고 증기압이 낮다.[60]용해 지점의 추세는 구조와 이온 크기 비율을 고려할 때 훨씬 더 잘 설명될 수 있다.[61]용해점 위에서는 이온 고체가 녹아서 녹은 염분이 된다(알루미늄 염화나 철(III) 염화물과 같은 일부 이온 화합물이 액체상에서는 분자와 같은 구조를 보인다).[62]단순 이온을 가진 무기 화합물은 전형적으로 작은 이온을 가지고 있어 용해점이 높기 때문에 상온에서도 고형분이다.그러나 이온이 큰 일부 물질은 상온(종종 100 °C까지로 정의됨) 이하 또는 근방의 용해점을 가지며, 이온액이라고 한다.[63]이온 액체의 이온은 균일하지 않은 전하분포나 탄화수소 사슬과 같은 부피가 큰 대체물을 가지고 있는 경우가 많으며, 이는 또한 상호작용의 강도와 용해 성향을 결정하는 역할을 한다.[64]

이온 고체의 국소 구조와 결합이 충분히 붕괴되어 녹을 수 있는 경우에도, 액체를 함께 잡고 이온이 끓어 기체 국면을 형성하는 것을 방지하는 강한 장거리 정전력이 여전히 존재한다.[65]이것은 상온 이온 액체가 있어도 증기압이 낮으며, 끓이려면 훨씬 더 높은 온도를 필요로 한다는 것을 의미한다.[65]비등점은 이온의 크기와 다른 상호작용의 강도 측면에서 녹는점과 유사한 경향을 보인다.[65]증기를 제거했을 때, 이온들은 여전히 서로에게서 해방되지 않는다.예를 들어, 증기상에서는 염화나트륨이 이원자 "분자"[66]로 존재한다.

브리트니티

대부분의 이온 화합물은 매우 부서지기 쉽다.일단 강도의 한계에 도달하면 양과 음의 이온의 엄격한 정렬이 유지되어야 하기 때문에 그들은 쉽게 변형할 수 없다.대신에 그 물질은 갈라짐으로 인해 골절을 겪는다.[67]온도가 상승하면(보통 용해점에 가까우면), 연성-취약 전환이 일어나며, 탈구의 움직임에 의해 플라스틱 흐름이 가능해진다.[67][68]

압축성

이온성 화합물의 압축성은 구조, 특히 조정 번호에 의해 강하게 결정된다.예를 들어 염화 세슘 구조(조정 번호 8)의 할로겐화물은 염화나트륨 구조(조정 번호 6)보다 압축성이 낮으며, 조정 번호가 4인 것보다 다시 압축성이 낮다.[69]

용해성

이온화합물이 용해되면 개별 이온이 분리되어 용제에 의해 용해되고 결과 용액 전체에 분산된다.[70]이온은 용해 시 용액으로 방출되고, 전하를 전도할 수 있기 때문에 용해성 이온화합물은 강한 전해질의 가장 흔한 종류로 그 용액은 전기전도율이 높다.[71]

온도의 함수로서 다양한 이온화합물의 수용성.특이한 용해성 행동을 보이는 일부 화합물이 포함되었다.

용해도는 극성 용제(물 등)나 이온성 액체에서 가장 높지만 비극성 용제(휘발유/가솔린 등)에서는 낮은 경향이 있다.[72]이는 주로 결과 이온-디폴 상호작용이 이온 유도 쌍극자 상호작용보다 현저히 강하기 때문에 용액의 열이 높기 때문이다.고체 이온 격자 속의 반대로 충전된 이온이 극분자의 반대 극에 둘러싸여 있을 때 고체 이온은 격자 밖으로 당겨져 액체로 들어간다.용해 에너지가 격자 에너지를 초과하는 경우, 음순 엔탈피 용액의 변화는 수정의 위치에서 이온을 제거하고 액체에 용해하는 열역학 구동력을 제공한다.또한 용액의 엔트로피 변화는 이온화합물과 같은 대부분의 고체 용액에 대해 보통 양성이므로 온도가 상승할 때 용해도가 증가한다는 것을 의미한다.[73]세륨(III) 황산염과 같은 특이한 이온 화합물이 있는데, 용액에 따라 물에 유도되는 추가 질서로 인해 이러한 엔트로피 변화가 음성이며, 용해도는 온도에 따라 감소한다.[73]

전기 전도도

비록 이온화합물은 충전된 원자나 군집을 포함하고 있지만, 이러한 물질들은 일반적으로 물질이 고체일 때 전기를 어느 정도 전도하지 않는다.전도하기 위해서, 충전된 입자는 수정 격자에서 정지하기 보다는 이동성이 있어야 한다.이는 결점 농도가 이온 이동성을 증가시키고 고체 상태의 이온 전도성이 관찰될 때 고온에서 어느 정도 달성된다.이온 화합물이 액체 속에 용해되거나 액체로 녹으면 이온이 완전히 이동하기 때문에 전기를 전도할 수 있다.[74]용해 또는 용해 시 이러한 전도성 이득은 이온 화합물의 정의적 특성으로 사용되기도 한다.[75]

일부 특이한 이온 화합물인 고속 이온전도체와 이온안경에서는 하나 이상의 이온성분이 상당한 기동성을 가지고 있어 전체적으로 물질이 고체 상태를 유지하는 동안에도 전도성이 가능하다.[52][76]이는 종종 높은 온도에 의존하며, 위상 변화 또는 높은 결함 농도의 결과일 수 있다.[76]이 물질들은 모든 고체 상태의 슈퍼캐패시터, 배터리, 연료전지와 다양한 종류의 화학 센서에 사용된다.[77][78]

색

blue powder on a watch glass
무수코발트()II) 염화물,
CoCl2
a pile of red granules on white paper
코발트(II) 염화 육수화물,
CoCl2/6HO2
참고 항목:화학물질의 색

이온화합물의 색상은 구성 이온을 함유한 수용액 [79]또는 동일한 화합물의 수화 형태와 종종 다르다.[14]

가장 이온적인 특성을 가진 결합을 가진 화합물의 음이온은 무색(스펙트럼의 자외선 부분에 흡수 띠가 있는) 경향이 있다.[80]이온성이 적은 화합물에서는 노란색, 주황색, 빨간색, 검은색(흡수 밴드가 가시 스펙트럼으로 더 긴 파장으로 이동함에 따라)을 통해 색이 짙어진다.[80]

단순 양이온의 흡수 밴드는 그들이 더 많은 공밸런스 상호작용에 관여할 때 더 짧은 파장으로 이동시킨다.[80]이는 금속 이온의 수화 과정에서 발생하기 때문에 적외선에서 음이온이 흡수되는 무색의 무수 이온 화합물이 용액에서 다채로워질 수 있다.[80]

사용하다

이온화합물은 오랫동안 매우 다양한 용도와 용도를 가지고 있었다.많은 미네랄은 이온성이다.[81]인간은 8000년이 넘는 세월 동안 보통염(염화수소)을 가공하여 식품 조미료와 방부제로 우선 사용하였으며, 지금은 제조, 농업, 수질조절, 제빙로 등 여러 용도로도 사용하고 있다.[82]많은 이온성분들은 그들의 화학적 정체성과 무관한 흔한 이름으로 통할 정도로 사회에서 널리 사용되고 있다.이것의 예로는 붕소, 칼로멜, 마그네시아의 우유, 무리아산, 유리오일, 소금피터, 슬레이드 라임이 있다.[83]

소금과 같은 가용성 이온 화합물은 전해액 용액을 제공하기 위해 쉽게 용해될 수 있다.이것은 농도와 이온의 강도를 조절하는 간단한 방법이다.용액의 농도는 삼투압의 증가, 동결점 우울증 및 비등점 고도를 유발하는 등 많은 응고 특성에 영향을 미친다.[84]용액은 충전된 이온이기 때문에 용액의 전기 전도성도 증가시킨다.[85]이온 강도가 증가하면 콜로이드 입자 주위의 전기적 이중층의 두께가 감소하고, 따라서 유화 및 서스펜션이 안정된다.[86]

추가된 이온의 화학적 정체성은 많은 용도에서도 중요하다.예를 들어 화합물을 함유한 불소가 용해되어 불소가온을 공급하여 불소가온을 수분 불소화한다.[87]

고체 이온 화합물은 오래 전부터 페인트 색소로 사용되어 왔으며, 유기 용제에 내성이 있으나 산성이나 염기에 민감하다.[88]1801명의 불꽃 기술자들이 금속 함유 이온화합물을 불꽃놀이에서 색의 원천으로 설명하고 널리 사용해 왔다.[89]강한 열에서는 금속 이온이나 작은 분자의 전자가 흥분할 수 있다.[90]이들 전자는 나중에 낮은 에너지 상태로 되돌아가며, 존재하는 종의 색 스펙트럼 특성과 함께 빛을 방출한다.[91][92]

화학에서 이온화합물은 고온 고체 상태의 합성을 위한 전구체로 자주 사용된다.[93]

많은 금속들이 광석 내 이온화합물만큼 지질학적으로 가장 풍부하다.[94]원소 물질을 얻기 위해 이러한 광석은 용해 또는 전기분해로 처리되는데, 이 광석에서 금속 이온이 전자를 얻어 중성 원자가 되는 등(흔히 탄소 등 환원제로) 리독스 반응이 일어난다.[95][96]

명명법

참고 항목:IUPAC 무기화학 명명법

IUPAC가 권고한 명명법에 따르면, 이온성분들은 구조가 아닌 그 구성에 따라 이름이 붙는다.[97]전하와 이에 따른 스토이치측정법에 대해 가능한 모호성이 없는 이항 이온화합물의 가장 간단한 경우, 공통 명칭은 두 단어를 사용하여 작성된다.[98]양이온의 이름(단원자 양이온에 대한 수정되지 않은 요소 이름)이 먼저 오고, 음이온의 이름이 그 뒤를 잇는다.[99][100]예를 들어 MgCl은2 염화마그네슘, NaSO는24 황산나트륨(SO2−
4, 황산염은 다원자 이온의 예)으로 명명된다.이러한 이름으로부터 경험적 공식을 얻기 위해서, 스토이치측정법은 이온의 전하와 전체적인 전하중립성의 요건에서 추론할 수 있다.[101]

여러 개의 다른 양이온 및/또는 음이온이 있는 경우, 상대적 구성을 나타내기 위해 승법 접두사(di-, tri-, tetra-, ...)가 필요한 경우가 많으며,[102] 양이온이 알파벳 순서로 나열된다.[103]예를 들어, KMgCl은3 KMgCl24, 2중칼륨, 4중칼륨과[104] 구별하기 위해 3중클로로이드 마그네슘으로 명명된다(참고: 경험적 공식과 서면 이름에서 모두 계수는 알파벳순으로 나타나지만 칼륨의 기호가 K이기 때문에 순서가 다르다).[105]이온 중 하나가 이미 그 이름 안에 승수 접두사를 가지고 있을 때 대체 승수 접두사(bis-, tris-, tetrakis-, ...)를 사용한다.[106]예를 들어 Ba(BrF4)2는 바륨 bis(tetrafluoridobromate)로 명명된다.[107]

다양한 전하/산소 상태로 존재할 수 있는 하나 이상의 원소를 포함하는 화합물에는 전체 중립성을 보장하기 위해 존재하는 산화 상태에 따라 달라지는 스토이치측정법이 있을 것이다.이는 존재하는 원소의 산화 상태 또는 이온의 전하 중 하나를 명시하여 그 이름에 나타낼 수 있다.[107]IUPAC는 산화 상태 할당 시 모호성의 위험 때문에 이온 전하 수를 직접 표시하는 것을 선호한다.[107]이것들은 아라비아 정수에 이어 괄호 안에 있는 부호(... , 2-, 1-, 1+, 2+, ...)가 (이들을 분리할 공간이 없는) 바로 뒤에 쓰여진다.[107]예를 들어 FeSO는4 철(2+) 황산염(Fe2+ 이온에 2+전하가 황산염 이온에 2+전하를 밸런싱함)으로 명명된 반면 Fe2(SO4)3는 철(3+) 황산염(각 공식 단위의 2개의 철 이온이 각각 3+의 전하를 가지기 때문에 황산염 이온 3개의 각각 2-의 균형을 맞춘다.[107]스톡 명명법은 여전히 일반적으로 사용되고 있으며, 로마 숫자로 산화 번호를 쓴다(... , -II, -I, 0, I, II, ...).그래서 위에 제시된 예들은 철이라고 명명될 것이다.II) 황산염과 철(III) 황산염 각각.[108]단순 이온의 경우 이온전하와 산화수는 동일하지만 다원자 이온의 경우 서로 다른 경우가 많다.예를 들어 천왕성(2+) 이온인 UO는2+
2 +6의 산화 상태의 우라늄을 가지고 있으므로 스톡 명명법에서는 디옥소우라늄(VI)[109] 이온이라고 한다.금속 양이온에 대한 훨씬 더 오래된 명명 체계는 여전히 널리 사용되고 있으며, 그 이름의 라틴어 뿌리에 -ous와 -ic라는 접미사를 추가하여 낮은 산화 상태와 높은 산화 상태를 위한 특별한 이름을 붙였다.[110]예를 들어, 이 계획은 철에 대해 "철"과 "철"을 사용한다.II)와 철(III)[110] 각각에 따라서 위에 제시된 예는 철황산염과 철황산염으로 분류되었다.[citation needed]

참고 항목

메모들

  1. ^ 이 구조물 유형은 가변 격자 매개변수 c/a 비율을 가지며, 정확한 마들룽 상수는 이에 따라 달라진다.
  2. ^ 이 구조물은 이트리움(III) 염화물과 크롬(III) 염화물로 언급되어 왔으나, 현재는 둘 다 RhBr3 구조로 알려져 있다.
  3. ^ 참고문헌에는 이 구조를 현재 RhBr3 구조로 알려진 MoCl로3 나열되어 있다.
  4. ^ 참고문헌에는 이 구조를 현재 BiI3 구조 유형으로 알려진 FeCl로3 나열되어 있다.
  5. ^ 이 구조 유형은 최대 6을 더한 A와 B의 모든 요금을 수용할 수 있다.둘 다 3일 때 충전 구조는 각막과 동일하다.[45]구조물은 또한 가변 격자 매개변수 c/a 비율을 가지고 있으며, 정확한 마들룽 상수는 이에 따라 달라진다.
  6. ^ 그러나 MgAlO와24 같은 경우에 더 큰 양이 작은 사면 부지를 점유한다.[46]

참조

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참고 문헌 목록