最後一分鐘系列_離子鍵 Ionic bond

和Giant metallic structure稍為相似的是巨型離子結構(Giant ionic structure)。礦物、大部分寶石、碳酸物及氧化物都擁有此結構。

單看原材料亦非常容易分得清楚︰離子結構就是來自金屬原子的陽離子(Cation，帶正極)和來自非金屬原子的陰離子(anion，帶負極)相互結合而成。既然金屬原子會放出電子，未穩定的非金屬原子(Group V / VI / VII)就可以冷手執個熱煎堆、把電子據為己有令自己變成Octet structure而穩定下來。

不過平時解釋離子鍵的形成就一定會講Electron diagram，當中就需根據正負離子的電荷(Charge)來判斷離子化合物的Formula，例如最出名的Sodium chloride︰Sodium ion帶一個正對chloride ion帶一個負、要符合整體電子數量不變(i.e. 不會有額外的正或負電荷)，Na­+比Cl-的數量就應該是一比一。但離子化合物的結構唔止是一堆陽離子及陰離子混合而成。只要用正負相吸的原理就可以把巨型離子結構慢慢堆砌出來。情況就似下圖Chloride ion (anion)被6粒Sodium ion (cation)上下左右前後六邊圍住，而Sodium ion亦隨之被其他chloride ion圍住︰

最後到NaCl的完全體(通常我們用立方體來表達離子結構)︰

數字代表不同離子層。Sodium ion及Chloride ion就是根據此規律堆砌出我們肉眼可見的食鹽，巨型結構之名亦由此而來。同學如需在考試畫出NaCl的結構，除了可用以上推斷的方法，心水清的話就會留意到第一層的陽離子(及陰離子)一定是對著第二層的陰離子(及陽離子)，所以大家可先用正負相吸的規律先畫最上層，接著就完成餘下兩層。所以要把整個結構畫出黎其實唔難，不過都建議同學試下畫幾次如何就位。

同學如果以為其他的離子化合物都是和NaCl結構差不多就太天真鳥。離子會根據其大小和電荷而在結構上出現差別，例如CsCl︰

由於不同離子之間可以組成不同種類的結構 (像上圖的NaCl及CsCl)，所以離子鍵不能像金屬鍵般單憑粒子大小及電荷去判斷鍵強度。不過和金屬鍵一樣，離子鍵的強度可反溶點反映出來︰

Ionic compound	Melting point (℃)	Ionic compound	Melting point (℃)
NaCl	808	MgCl2	714
KCl	772	CaCl2	782

由此可見離子鍵的強度亦很高。沸點、密度及硬度亦自然高。