Fajans regler

Inom oorganisk kemi används Fajans regler , formulerade av Kazimierz Fajans 1923, för att förutsäga om en kemisk bindning kommer att vara kovalent eller jonisk , och beror på laddningen på katjonen och den relativa storleken på katjonen och anjonen . De kan sammanfattas i följande tabell:

Diagram som illustrerar förhållandet mellan atom- och jonradien

Jonisk karaktär	Kovalent karaktär
Låg positiv laddning	Hög positiv laddning
Stor katjon	Liten katjon
Liten anjon	Stor anjon

Icke-polär kovalent bindning (vänster), polär kovalent bindning (mitten), jonbindning (höger)

Sålunda är natriumklorid (med låg positiv laddning (+1), en ganska stor katjon (~1 Å) och relativt liten anjon (0,2 Å) jonisk; men aluminiumjodid (AlI3 ₎ (med hög positiv laddning (+3) ) och en stor anjon) är kovalent.

Polariseringen kommer att ökas med:

hög laddning och liten storlek på katjonen
- Jonpotential Å Z+/r+ (= polariserande effekt)
Hög laddning och stor storlek på anjonen
- En anjons polariserbarhet är relaterad till deformerbarheten hos dess elektronmoln (dvs. dess "mjukhet")
En ofullständig valensskalelektronkonfiguration Ädelgaskonfigurationen
- av katjonen ger bättre skärmning och mindre polariserande effekt
  - t.ex. Hg ²⁺ (r+ = 102 pm) är mer polariserande än Ca ²⁺ (r+ = 100 pm)

"Storleken" på laddningen i en jonbindning beror på antalet överförda elektroner. En aluminiumatom, till exempel, med en +3-laddning har en relativt stor positiv laddning. Den positiva laddningen utövar sedan en attraktionskraft på elektronmolnet av den andra jonen, som har accepterat elektronerna från aluminium (eller annan) positiv jon.

Två kontrasterande exempel kan illustrera variationen i effekter. I fallet med aluminiumjodid finns en jonbindning med mycket kovalent karaktär närvarande. I AlI3 _- bindningen får aluminiumet en +3-laddning. Den stora laddningen drar på jodets elektronmoln. Om vi nu betraktar jodatomen ser vi att den är relativt stor och därmed är de yttre skalelektronerna relativt väl avskärmade från kärnladdningen. I det här fallet kommer aluminiumjonens laddning att "draga" på elektronmolnet av jod och dra den närmare sig själv. När jodets elektronmoln närmar sig aluminiumatomen "upphäver" elektronmolnets negativa laddning den positiva laddningen av aluminiumkatjonen. Detta ger en jonbindning med kovalent karaktär. En katjon som har en inert gasliknande konfiguration har mindre polariserande kraft jämfört med katjon med en pseudo-inert gasliknande konfiguration.

Graf över procentuell jonisk karaktär

Situationen är annorlunda när det gäller aluminiumfluorid , AlF ₃ . I detta fall ersätts jod med fluor, en relativt liten mycket elektronegativ atom. Fluors elektronmoln är mindre avskärmat från kärnladdningen och blir därmed mindre polariserbart. Således får vi en jonisk förening (metall bunden till en icke-metall) med en lätt kovalent karaktär.

^ Fajans, K. (1923). "Struktur und Deformation der Elektronenhüllen in ihrer Bedeutung für die chemischen und optischen Eigenschaften anorganischer Verbindungen". Die Naturwissenschaften . 11 (10): 165–72. Bibcode : 1923NW.....11..165F . doi : 10.1007/BF01552365 .
^ Fajans, K.; Joos, G (1924). "Molrefraktion von Ionen und Molekülen im Lichte der Atomstruktur". Zeitschrift für Physik . 23 : 1–46. Bibcode : 1924ZPhy...23....1F . doi : 10.1007/BF01327574 .
^ Fajans, K. (1924). "II. Die Eigenschaften salzartiger Verbindungen und Atombau" . Zeitschrift für Kristallographie - Kristallina material . 61 (1): 18–48. doi : 10.1524/zkri.1924.61.1.18 .

externa länkar

Adrian Faiers. "Kapitel 4: Kemisk bindning" . Kemi i perspektiv . chembook.co.uk.

[1] Fajans, K. (1923). "Struktur und Deformation der Elektronenhüllen in ihrer Bedeutung für die chemischen und optischen Eigenschaften anorganischer Verbindungen". Die Naturwissenschaften . 11 (10): 165–72. Bibcode : 1923NW.....11..165F . doi : 10.1007/BF01552365 .

[2] Fajans, K.; Joos, G (1924). "Molrefraktion von Ionen und Molekülen im Lichte der Atomstruktur". Zeitschrift für Physik . 23 : 1–46. Bibcode : 1924ZPhy...23....1F . doi : 10.1007/BF01327574 .

[3] Fajans, K. (1924). "II. Die Eigenschaften salzartiger Verbindungen und Atombau" . Zeitschrift für Kristallographie - Kristallina material . 61 (1): 18–48. doi : 10.1524/zkri.1924.61.1.18 .