2.11: İyonik bağlar
Genel bakış
Atomlar daha kararlı bir elektron konfigürasyonu elde etmek için elektron kazandıklarında veya kaybettiklerinde iyon oluştururlar. İyonik bağlar, zıt yüklü iyonlar arasındaki elektrostatik çekimlerdir. İyonik bileşikler katı olduklarında sert ve kırılgandır ve suda bileşenlerini oluşturan iyonlarına ayrışabilirler. Aksine, kovalent bileşikler, kimyasal bir reaksiyon onları bozmadıkça bozulmadan kalır.
Karşıt Yükler, İyonları İyonik Bileşiklerde Bir Arada Tutar
İyonik bağlar, karşıt yüklü iyonlar arasındaki tersinir elektrostatik etkileşimlerdir. En reaktif olan (yani, kimyasal reaksiyonlara girme eğilimi en yüksek olan) elementler, yalnızca bir valans elektronuna (örneğin potasyum) sahip olanları ve birden fazla valans elektronuna (örneğin klor) ihtiyaç duyanları içerir.
Elektron kaybeden iyonlar pozitif yüke sahiptirler ve katyonlar olarak adlandırılırlar. Elektron kazanan iyonların negatif yükü vardır ve anyon olarak adlandırılır. Katyonlar ve anyonlar, oluşturdukları bileşik için net 0’lık bir yük ile sonuçlanan oranlarda birleşirler. Örneğin, potasyum klorür (KCl) bileşiği, her potasyum iyonu için bir klorür iyonu içerir, çünkü potasyum yükü +1 ve klorür yükü —1’dir. Bileşik magnezyum klorür (MgCl2), her magnezyum iyonu için iki klorür iyonu içerir çünkü magnezyumun yükü +2’dir.
İyonlar Suda Birbirinden Ayrışabilir
İyonik bileşikleri bir arada tutan elektrostatik kuvvetler, bileşikler katı formda olduğunda güçlüdür. İyonik bileşiklerin erime noktaları çok yüksek olma eğiliminde olduklarından, genellikle Dünya yüzeyinde katı madde olarak bulunurlar. Bununla birlikte, iyonik bağlar kovalent bağlar kadar güçlü değildir, çünkü iyonlar su gibi bir kimyasal reaksiyon sıvısında ayrılabilir veya çözülebilir. Suda çözünen iyonların kimyasal bir reaksiyon içinde olduğu söylenir ve birçok iyon bu formdayken elektrik akımlarını iletebilir.
Elektrolitler Biyolojik Sistemler İçin Önemlidir
Elektrolitler, suda çözündüğünde elektrik iletebilen iyonlardır. Biyolojik sistemlerde, elektrolitler ozmotik —hücresel membranlar arasındaki su dengesi— regülasyon için gereklidir. Elektrolitler ayrıca, kas kasılmaları ve sinir uyarıları gibi hücre zarı boyunca elektriksel yüklere dayanan kritik biyolojik süreçlere de katkıda bulunur. Yaygın biyolojik elektrolitler arasında kalsiyum iyonu (Ca2+), sodyum iyonu (Na+), magnezyum iyonu (Mg2+), potasyum iyonu (K+), fosfat iyonu (PO43) ve klorür iyonu (Cl—) bulunur.
Elektrolit dengesizlikleri ciddi fiziksel semptomlara ve hatta ölüme neden olabilir. En sık karşılaşılan elektrolit dengesizliklerinden biri olan kandaki yetersiz sodyum seviyesi hiponatremidir. Hiponatremi, başka bir tıbbi durumun belirtisi olabilir veya sodyum yeterince geri kazanılmadan çok fazla su tüketilmesinden kaynaklanabilir. Bu ciddi duruma yönelik tedaviler, vücuttaki sodyum dengesini yeniden sağlamayı hedefler, böylece beyin, kalp ve diğer organlar düzgün çalışabilir.