イオン結合と溶媒和

質問

イオン結合している化合物が水に溶けると、水が化合物のプラスとマイナスのそれぞれのイオンを取り囲んで、イオン結合をしていた化合物のクーロン力が弱まることで、イオンは電離すると参考書にあります。イオン結合した物質は結晶としては非常に強固なのに、水のそのような作用と言うのはイメージよりずっとつよいものなのでしょうか？

回答No.2

rei00 · ベストアンサー

> 水のそのような作用と言うのはイメージより
> ずっとつよいものなのでしょうか？

　はい，そういう事になります。

　hiropi- さんがお書きの様に，水は極性分子であり，酸素がδ－に水素がδ＋に分極して存在します。そのため，陽イオンの＋電荷と水分子の酸素原子のδ－との間にクーロン力が働きます。同様に，陰イオンの－電荷と水分子の水素原子のδ＋電荷の間にもクーロン力が働きます。

　これらのクーロン力１つでは弱いですが，イオンの周りには数個の水分子が集まりますので，全体として陽イオンと陰イオン間のクーロン力に打ち勝って，両者を引き離すことが可能になります。その結果が，イオン結合化合物の水への溶解になるわけです。

　いかがでしょうか。参考 URL のページ（続・化学ノート）の「大学受験の範囲の目次」の「1.基本的な理論」の「2.水に関する基本知識をいくつか:電気陰性度・水素結合・水和」も御覧になってみて下さい。

参考URL：

http://www.geocities.com/yoshihitoshigihara/ch_univ.htm

お礼

イメージが涌きました。ありがとうございました。

回答No.3

greatcat

イオン結晶が水に溶解するときに要するエネルギーは,結晶を構成している格子エネルギー以上のエネルギーが必要になります。イオン結晶の格子エネルギーは,主に静電相互作用のポテンシャルエネルギーです。
　ここで,溶媒和エネルギーをギブスの自由エネルギーで表すと,
ΔG＝ΔH－TΔS
となり温度に比例することがわかります。溶解エンタルピーが発熱性ならΔH＜0なので,自発的に溶けます。吸熱的ならば,温度を高くすることでエントロピー項の寄与によって融解することがわかります。例えば,食塩は,温度を上げても余り溶解度が変化しないことから,エントロピー項が小さいことがわかります。つまり,食塩の場合,エントロピー的な寄与によるものより,水素結合などによる溶媒和の寄与が大きいために融解しているといえます。
　イオン結合が強固というイメージは,私は余りありません。金属結合や共有結合をもった固体分子が,特に水に溶けやすいとは思いません。ただ,金属の単体と水の反応は,イオン化傾向に比例します。
　結論としては,溶液の方が系全体のギブス関数が減少し安定になるため溶解するといっていいでしょう。

お礼

ありがとうございます。
イオン結晶の溶けやすさなどは、ギブスの自由エネルギー
の式を用いれば目安となるのですね。
勉強になりました.

回答No.1

hiropi-

ども～
一般にイオン結合の物質は電解質なので電離度（電離の度合い）が高いんです
電離度αは0≦α≦1の値をとり、中でもイオン結合の物質はほぼ１に近い値をとります。電離度が１の場合、１００％電離したといっていいでしょう。
イオン結合の物質には『極性』が存在します
『極性』に関しては参考書などで確認していただけると分かりやすいと思います
テキスト形式では説明しずらいので（＾＾；

で、水分子は『極性分子』です。水が静電気に吸い寄せられるという話は知っていますか？あれは極性をもつからなんです。油と水が溶けないのも『極性』が関係しています。
イオン結合の物質は極性を持ちますから同じ極性を持つ水分子に吸い寄せられ、イオン結合が分離してしまいます。これは極性のエネルギーがイオン結合のエネルギーよりも高いからなんです。

イメージがつかみにくい場合はイオン結合して安定するより水中で単独のイオンとして存在した方が安定と考えればいいと思いますよ。原子は閉殻構造の時に安定しますから、他の物質とイオン結合として安定するより、単独でイオンとして存在した方が安定するようです。

お礼

遅くなって島しましたが、ありがとうございました.
イオン結合している物質は水に溶解している状態のほうが安定している、と言う考え方はとても勉強になりました.