イオン結合の強さ

質問

イオン結合の結合力は真空中に比べ、水中では著しく低下するのはどうしてなのかについて調べています。
水中では水分子が存在するため、陽イオンや陰イオンは水分子に囲まれて、周囲から遮断されてしまうため、結合力が弱くなると思うのですが、どうでしょうか？

回答No.4

u6hy · ベストアンサー

えーと、少し「極性」や「結合」という言葉の使い方に混乱がありませんか？
　イオン結合の場合に働く相互作用は静電引力（クーロン引力）です。ここまではいいと思います。
　次にその静電力ですが、この力の強さは距離だけではなく、場の誘電率にも依存します。この誘電率が真空中と水中でかなり違うので（78倍くらい）、働く引力の強さも当然かなり違ってきます。
　この高い誘電率の原因は、水分子が大きく分極していることです。
　水中に電荷、たとえばNa+のように正電荷をもったイオンがあるとすると、当然その周りにある水分子は負に分極している酸素原子をNa+の方に向けて並びます。すると、これらの水分子によってNa+の電荷が遮蔽されることになり、他の粒子が感じる静電力は弱まります。これがミクロに見た場合の説明です。

お礼

なんとなくわかりました。ありがとうございました。

補足

つまり、解答としては、水中だと陽イオンの電荷は酸素原子によって遮蔽され、陰イオンの電荷はは水素原子により遮蔽されるため、陽イオンと陰イオンに働く静電引力が弱まるから。これでいいんでしょうか？

回答No.3

134

結合力に変化はないでしょう。

　だから、イオン結合をしている塩類の水に対する溶解度は、様々に異なります。
　塩化銀など、ほとんど水に溶けません。また、硫酸イオンなどのような「原子団」というものもあります。

　塩を構成する結合力と同等、またはそれ以上の結合力を発揮する水分子が、周りにあることで、塩からイオンが引き離されたりしていきます。

　この現象は、「結合」と表現するより、「会合」と表現されていると思います。

　引き離されているイオンの数に対し、攻撃している水分子の数が、一定ではないですし、結合と表現するほどに確固たる「結びつき」でははないと思われますので。

　引き離されたイオンは、やがてその系の濃度が一定になるまでに分散され、溶解されたと表現される状態になるわけですね。

お礼

ありがとうございました。

回答No.2

134

イオン結合は、電気的に＋と－のものが、その極性を打ち消し合うために結合しています。

ru-ru7さんご自身が補足で書かれた通り、周囲に＋や－に荷電しているものが、自由運動しているとしたら…

補足

陽イオン・陰イオンが極性を打ち消すのではなく、陽イオンは酸素と、陰イオンは水素と極性を打ち消しあうため、結合力が弱くなるんですか？

回答No.1

134

ヒント　として

水分子は、「極性」があります。
この辺りをキーワードに調べれば、理解可能なのではないかと思います。

補足

水分子の酸素はδ-、水素はδ＋に荷電しているため、それらが、陽イオン・陰イオンと結合するからですか？