大多数活泼金属的氯化物和一些盐类在熔融状态下能导电,这表明这些化合物中存在离子键。离子键是由带正电荷的阳离子和带负电荷的阴离子之间通过静电作用形成的。这些离子键的形成可以通过离子键示意图进行展示。
离子键的本质是静电作用,成键的微粒是阴、阳离子。一般的成键元素是活泼金属元素(IA、IIA)和活泼非金属元素(VIA、VIIA)。但并非所有的金属与非金属元素之间形成的化学键都是离子键,如AlCl3。离子键也可以存在于非金属元素之间,例如铵根离子与酸根离子之间。
一些离子化合物中只含有离子键,如MgO、NaF、MgCl2等;而有的离子化合物则同时含有离子键和共价键,如NaOH等。阴、阳离子可以看成是球形对称的,它们的电荷分布也是球形对称的。阴、阳离子在各个方向上都可以与带相反电荷的离子发生静电作用,且只要空间条件允许,一个离子可以同时吸引多个带相反电荷的离子。所以离子键没有方向性和饱和性。
由阴、阳离子按一定方式有规则地排列形成的晶体称为离子晶体。在常温、常压下,简单的阴、阳离子形成的离子化合物大多以晶体的形式存在,如NaCl、MgO等。离子晶体一般具有一定的硬度和较高的熔点。晶格能是指拆开1mol离子晶体形成气态阴离子和气态阳离子时吸收的能量或形成1mol离子晶体时释放的能量。晶格能的大小与阴、阳离子所带电荷的乘积成正比,与阴、阳离子间的距离成反比。晶格能越大,离子键越牢固,离子键时需要的能量越多,离子晶体越稳定。
离子晶体有多种晶体结构类型,其中氯化钠型和氯化铯型是两种常见的结构类型。在氯化钠晶体中,钠离子和氯离子周围都排列着6个带有相反电荷的离子。而氯化铯晶体中,每个铯离子的周围有8个氯离子。不同的离子晶体中,阴、阳离子的配位数主要取决于它们的相对大小。
除了上述内容,还有氟化钙型、硫化锌型的晶体结构及其他相关的应用等内容,这里不再赘述。