Ligação iônica

Os íons em cristais de compostos predominantemente iônicos são esféricos, mas, se o íon positivo é pequeno e/ou altamente carregado, será distorcida a nuvem eletrônica do íon negativo. Essa polarização do íon negativo leva a criação de uma densidade de carga extra entre os dois núcleos atômicos, i.e., a covalência parcial. Íons negativos grandes são mais facilmente polarizados, mas, normalmente, o efeito só tem relevância quando íons positivos com cargas de 3+ (ex., Al3+) estão envolvidos (ex., AlCl3 puro é uma molécula covalente). No entanto, íons com carga 2+ (Be2+) ou até com carga 1+ (Li+) demonstram algum grau de polarização devido ao seu pequeno raio atômico (ex., LiI é iônico, mas tem algum caráter covalente). O Grau de Polarização depende da relação de carga e do tamanho do íon, geralmente chamada de densidade de carga.

Compostos iônicos no estado sólido formam uma estrutura iônica contínua em um cristal iônico. A forma mais simples de cristal iônico é um cúbico simples. Nessa forma todos os átomos estão posicionados nas extremidades de um cubo. Essa célula unitária tem a massa que é a mesma de 1 dos átomos envolvidos. Quando todos os íons têm aproximadamente o mesmo tamanho, eles podem formar uma estrutura igual chamada cúbica de face-centrada (onde a massa é 4 vezes massa atômica), mas, quando os íons têm tamanhos diferentes, a estrutura é geralmente cúbica de corpo-centrado (2 vezes a massa). Em retículos iônicos o número de coordenação se refere ao número de íons que cada retículo está ligado. A estrutura do cristal iônico é dependente das energias de coesão existentes no cristal, que, por sua vez, são as energias de atração e repulsão que existem entre os átomos que fazem parte do cristal iônico. Conforme já descrito, as interações são coulômbicas, ou seja, eletroestáticas e a energia pode ser calculada pela seguinte relação:

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Estudos revelaram que não existe ligação iônica pura. Todas ligações iônicas têm um grau de ligação covalente ou ligação metálica. Quanto maior a diferença na eletronegatividade entre dois átomos mais iônica se torna a ligação. Compostos iônicos conduzem eletricidade quando fundidos ou em solução. Eles geralmente têm um alto ponto de fusão e tendem a ser solúveis em água. Em uma ligação iônica, os átomos estão ligados pela atração de íons com cargas opostas, enquanto que em uma ligação covalente, os átomos estão ligados por compartilhamento de elétrons. Na ligação covalente, a geometria molecular de cada átomo é determinada pelas regras da VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion Theory - Teoria da repulsão entre os pares de elétrons da camada de valência), enquanto que, em materiais iônicos, a geometria segue as regras do empacotamento máximo e a resultante das cargas desses íons no empacotamento tende a ser nula.