Рис. П.1.1. Размещение электронов в электронных оболочках первых 12 элементов. (Ядро показано только у атома водорода.)

Любой элемент, у которого внешняя электронная оболочка заполнена целиком, практически нереакционноспособен. По этой причине гелий и неон (табл. П.1.2) настолько инертны, что крайне редко вступают в соединение с другими атомами. Поэтому их называют благородными газами.

Все прочие элементы стремятся заполнить свои электронные оболочки, вступая в реакцию с другими элементами. Когда два атома реагируют друг с другом, образуя соединение, между ними может возникнуть либо ионная, либо ковалентная связь.

П.1.1.2. Ионные связи

П.1.1.2. Ионные связи

При возникновении ионных связей электроны передаются от одного атома к другому. Рассмотрим реакцию между натрием и хлором (рис. П.1.2, А). Атом натрия, теряя электрон, получает положительный заряд +1 (его ядро, содержащее 11 положительно заряженных протонов, окружено теперь 10 отрицательно заряженными электронами). Атом хлора, приобретая электрон, получает отрицательный заряд -1. У обоих атомов внешние электронные оболочки оказываются заполненными и, следовательно, стабильными.

Рис. П.1.2. А Образование хлорида натрия. Б. Образование хлорида кальция. В. Образование молекул хлора (два одинаковых атома связаны ковалентной связью). Г. Формула метана. Д. Формула этена. Для наглядности электроны, принадлежащие разным атомам, обозначены разными значками (крестиком, черными и белыми кружками). В действительности все электроны одинаковы. На рис. В, Г и Д показаны только внешние электронные оболочки

Такие заряженные частицы уже не являются настоящими атомами. Их называют ионами. Ион натрия обозначают Na⁺, а ион хлора (хлорид-ион) — С1^-. Положительно заряженные ионы называются катионами, а отрицательно заряженные — анионами. Соединение, образовавшееся в результате реакции между натрием и хлором, называют хлоридом натрия (формула: NaCl), но молекул NaCl не существует. Вместо молекул кристаллическая решетка хлорида натрия состоит из ионов натрия и хлорид-ионов в равных соотношениях (ионная формула: Na⁺Cl^-). Подобные соединения, образовавшиеся в результате переноса электронов, называются ионными соединениями. Образуются они главным образом тогда, когда металлы реагируют с неметаллами. Металл образует катион, а неметалл-анион. Все соли представляют собой ионные соединения.

Другим типичным примером ионного соединения может служить хлорид кальция (СаС1₂) (рис. П.1.2, Б). В этом случае атом кальция теряет два электрона, а каждый атом хлора приобретает по одному. Ион кальция обозначают поэтому Са⁺⁺ или Са²⁺.