概念と仕組み
イオン性固体とは、陽イオンと陰イオンの間の静電的な相互作用によって形成される構造です。化学式は、固体の全体が中性になるために必要なイオンの比率を示しています。
Mg²⁺イオンはそれぞれ2つのCl⁻イオンに対応し、MgCl₂を生成します。Al³⁺とO²⁻は、最小公倍数6の倍数で結合し、2:3の比になります。
関係式と成立条件
正電荷と正イオンの個数を掛け合わせたものが、負電荷と負イオンの個数を掛け合わせたものに等しい。結果を得た後、最大公約数を割って、最小の整数で表せ。
電荷と中性に基づいて、物質の実際の存在や結晶構造の形成を完全に保証することはできません。複数の原子を含むイオンの場合、イオン内の原子の比率を制御し、クラスタの数を調整することで、物質の実際の存在や結晶構造の形成を制御することは可能です。
仮想実験で読み取る変化
電荷がゼロになる個数比を最大公約数で割ると最小整数比式になります。
Na⁺・Mg²⁺・Al³⁺とCl⁻・O²⁻だけを扱う電荷係数モデルです。図は数を表し、実際の結晶格子や独立した分子形状ではありません。結合エネルギーと結晶安定性は計算しません。
重要な関係式と記号
正電荷×個数−負電荷サイズ×個数＝0
| 記号 | 意味 | 単位 |
|---|---|---|
| z₊, z₋ | 陽イオン・陰イオンの電荷の大きさ | 単位なし |
| n₊, n₋ | 化学式単位あたりのイオン数 | 個 |
例で確かめる
Mg²⁺2個とO²⁻2個の電荷が0であれば、化学式は？
式は最小整数比を使います。 2：2を1：1に減らすとMgOです。
よくある誤解
- MgCl₂：下に示す 2 は、クロリドイオンが −2 の電荷を持つことを意味するのではなく、2 つのクロリドイオンが存在することを意味します。