Ионная связь. 
Общая и неорганическая химия

Рассмотрим возникновение ионной связи на примере образования молекулы фторида лития LiF. Атомы лития и фтора, из которых образована молекула, резко различаются по электроотрицательности: А = %F «Xu = 4,0 — 1 = 3. Электронная формула фтора — ls22s22p5, число электронов на уровнях — 2 и 7, формула лития — 1 s22s{, число электронов — 2 и 1. Эти атомы имеют незавершенные энергетические уровни и в идеале стремятся к завершению внешнего уровня до состояния благородного газа неона ls22p6 (число электронов 2 и 8).

Литий отдает свой электрон, чтобы иметь «идеальную» оболочку благородного газа, а фтор — принимает. Между ионами Li⁺ и F возникают силы электростатического притяжения, в результате чего образуется соединение с ионной связью.

Теория Косселя, сыгравшая большую роль в начальной стадии развития теории химической связи с точки зрения строения атома, имеет сейчас ограниченное применение. Условие образования устойчивой восьмиэлектронной конфигурации атома благородных газов выполняется не всегда. Большое число образующихся в процессе реакции ионов имеют на внешнем уровне (8 + /?), 18 и (18 + + п) электронов. Например, двухзарядный ион Zn²⁺ имеет распределение электронов по уровням 2) 8) 18), а аналогичный по заряду ион Мп²⁺ — 2) 8) 8+5). С помощью этой теории нельзя объяснить механизм возникновения молекул элементарных веществ (Н₂, С1₂, 0₂) и молекул, образующихся из атомов, близких по своим свойствам (S0₂, C1F₃ и др.).

Наиболее типичные соединения с ионной связью — это твердые неорганические соли (в том числе и комплексные), существующие в виде ионных кристаллов, в которых нет отдельных молекул. На рис. 4.2 представлена кристаллическая решетка NaCl. В кристалле наблюдается правильное периодическое расположение ионов натрия (белые шары) и хлора (серые).

Даже для галогенидов щелочных металлов, образованных из атомов с большой разницей в электроотрицательности, не существует полностью ионной связи. На рис. 4.3 представлено распределение электронной плотности в молекуле Li⁺F^-.

Рис. 4.2. Кристаллическая решетка NaCl

Рис. 43. Распределение электронной плотности в кристалле Li⁺F~.

На рентгенограмме видно, что между Li и F не существует области, где электронная плотность была бы равна нулю, т. е. даже в этой молекуле связь на 89% — ионная, а на 11% — ковалентная. При образовании ионной связи Li, отдавая электрон, превратился в ион с эффективным зарядом Li⁺⁰'⁸⁹, вместо Li⁺¹.