تمرین با هم بیندیشیم شیمی دهم صفحه 38
هر ترکیب یونی از لحاظ بار الکتریکی خنثی است؛ زیرا مجموع بار الکتریکی کاتیونها با مجموع بار الکتریکی آنیونها برابر است. از این ویژگی میتوان برای نوشتن فرمول شیمیایی ترکیبهای یونی دوتایی بهره برد؛ برای نمونه به چگونگی تشکیل سدیم سولفید و آلومینیم اکسید و نوشتن فرمول شیمیایی آنها توجه کنید.
پاسخ و توضیح تمرین با هم بیندیشیم صفحه 39 شیمی دهم
بسیار خب! این بخش یک اصل بسیار مهم در شیمی، یعنی **خنثی بودن بار الکتریکی** ترکیبات یونی را بیان میکند. این اصل، پایهی **فرمولنویسی شیمیایی** را تشکیل میدهد.
---
## اصل خنثی بودن بار الکتریکی در ترکیبات یونی
ترکیبات یونی از **یونهای مثبت (کاتیونها)** و **یونهای منفی (آنیونها)** تشکیل شدهاند. همانطور که بیان شد، یک ترکیب یونی به صورت کلی باید **خنثی** باشد، یعنی:
$$\mathbf{\text{مجموع بار مثبت کاتیونها} + \text{مجموع بار منفی آنیونها} = 0}$$
این اصل به ما کمک میکند تا نسبت صحیحی از کاتیونها و آنیونها را در فرمول شیمیایی تعیین کنیم.
## مثالها: تشکیل سدیم سولفید و آلومینیم اکسید
### 1. سدیم سولفید ($athbf{Na_2S}$)
* **یونها:** $\mathbf{Na^+}$ (کاتیون، بار $\mathbf{+1}$) و $\mathbf{S^{2-}}$ (آنیون، بار $\mathbf{-2}$).
* **نیاز برای خنثی شدن:** برای خنثی شدن بار $athbf{-2}$ یون سولفید ($athbf{S^{2-}}$)، به $\mathbf{دو}$ یون سدیم ($athbf{2 imes (+1) = +2}$) نیاز داریم.
* **فرمول:** بنابراین، نسبت یونها $\mathbf{2:1}$ است و فرمول $athbf{Na_2S}$ میشود.
$$\mathbf{2 \times (+1) + 1 \times (-2) = 0}$$
### 2. آلومینیم اکسید ($athbf{Al_2O_3}$)
* **یونها:** $\mathbf{Al^{3+}}$ (کاتیون، بار $\mathbf{+3}$) و $\mathbf{O^{2-}}$ (آنیون، بار $\mathbf{-2}$).
* **نیاز برای خنثی شدن (روش ضرب متقابل):** برای رسیدن به یک بار مشترک که هم بر $athbf{3}$ و هم بر $athbf{2}$ بخشپذیر باشد (عدد $athbf{6}$):
* به $\mathbf{دو}$ یون آلومینیم ($athbf{2 imes (+3) = +6}$) نیاز داریم.
* به $\mathbf{سه}$ یون اکسید ($athbf{3 imes (-2) = -6}$) نیاز داریم.
* **فرمول:** بنابراین، نسبت یونها $\mathbf{2:3}$ است و فرمول $athbf{Al_2O_3}$ میشود.
$$\mathbf{2 \times (+3) + 3 \times (-2) = 6 - 6 = 0}$$
**نکته کلیدی:** در ترکیبهای یونی، بار مثبت باید **دقیقاً** بار منفی را خنثی کند. این همان دلیلی است که فرمولهای شیمیایی، اعداد زیروند (Subscripts) را دارند. ⚛️
تمرین خود را بیازمایید شیمی دهم صفحه 38
1. روشی برای نوشتن فرمول شیمیایی ترکیبهای یونی دوتایی ارائه کنید.
2. فرمول شیمیایی هر یک از ترکیبهای زیر را بنویسید.
آ) کلسیم برمید
ب) پتاسیم نیترید
پ) منیزیم سولفید
ت) آلومینیم فلوئورید
3. با توجه به دادههای جدول (آ)، شیوهی نامگذاری ترکیبات یونی دوتایی را مشخص و سپس جدول (ب) را کامل کنید.
| | $\mathbf{\text{جدول (ب)}}$ | |
| :---: | :---: | :---: |
| $\mathbf{\text{نام ترکیب یونی}}$ | $\mathbf{\text{نماد یونهای سازنده}}$ | $\mathbf{\text{فرمول شیمیایی}}$ |
| $\dots$ | $\mathbf{O^{2-}, Mg^{2+}}$ | $\mathbf{MgO}$ |
| $\dots$ | $\mathbf{Cl^-, Ca^{2+}}$ | $\mathbf{CaCl_2}$ |
| $\dots$ | $\mathbf{K^+, O^{2-}}$ | $\mathbf{K_2O}$ |
| $\mathbf{\text{سدیم فسفید}}$ | $\mathbf{Na^+, P^{3-}}$ | $\mathbf{Na_3P}$ |
| $\dots$ | $\mathbf{Li^+, Br^-}$ | $\mathbf{LiBr}$ |
پاسخ و توضیح تمرین خود را بیازمایید صفحه 38 شیمی دهم
این تمرین به صورت کامل، فرآیند مهم **فرمولنویسی** و **نامگذاری** ترکیبات یونی دوتایی (ترکیبات حاصل از دو نوع عنصر، فلز و نافلز) را پوشش میدهد. این قواعد برای اطمینان از خنثی بودن بار الکتریکی ترکیبات ضروری هستند.
---
## 1. روش نوشتن فرمول شیمیایی ترکیبات یونی دوتایی
سادهترین و کاربردیترین روش برای نوشتن فرمول شیمیایی ترکیبات یونی، **روش ضرب متقابل (یا ضربدری)** است که بر اصل **خنثی بودن بار الکتریکی** استوار است:
1. **نوشتن نماد یونها:** ابتدا نماد کاتیون (یون مثبت، معمولاً فلز) و آنیون (یون منفی، معمولاً نافلز) را به همراه بار الکتریکی آنها بنویسید (مثلاً $\mathbf{A^{x+} B^{y-}}$).
2. **انتقال بارها (ضرب متقابل):** مقدار مطلق بار الکتریکی هر یون ($\mathbf{x}$ و $\mathbf{y}$) را به عنوان **زیروند** (Subscript) یون مقابل بنویسید.
3. **سادهسازی و نهایی کردن:**
* زیروند $\mathbf{1}$ را نمینویسیم.
* اگر زیروندها قابل ساده شدن باشند (به یک عدد مشترک تقسیم شوند)، آنها را ساده میکنیم.
**فرمول کلی:** $$\mathbf{A_{y}B_{x}}$$
---
## 2. نوشتن فرمول شیمیایی ترکیبها
### آ) کلسیم برمید
* **یونها:** کلسیم $\mathbf{Ca^{2+}}$ (گروه 2) و برمید $\mathbf{Br^-}$ (گروه 17).
* **فرمول:** با استفاده از روش ضرب متقابل: $\mathbf{Ca_1 Br_2}$.
* **نتیجه:** $\mathbf{CaBr_2}$
### ب) پتاسیم نیترید
* **یونها:** پتاسیم $\mathbf{K^+}$ (گروه 1) و نیترید $\mathbf{N^{3-}}$ (گروه 15).
* **فرمول:** با استفاده از روش ضرب متقابل: $\mathbf{K_3 N_1}$.
* **نتیجه:** $\mathbf{K_3N}$
### پ) منیزیم سولفید
* **یونها:** منیزیم $\mathbf{Mg^{2+}}$ (گروه 2) و سولفید $\mathbf{S^{2-}}$ (گروه 16).
* **فرمول:** با استفاده از روش ضرب متقابل: $\mathbf{Mg_2 S_2}$.
* **سادهسازی:** زیروندهای $2$ و $2$ ساده میشوند.
* **نتیجه:** $\mathbf{MgS}$
### ت) آلومینیم فلوئورید
* **یونها:** آلومینیم $\mathbf{Al^{3+}}$ (گروه 13) و فلوئورید $\mathbf{F^-}$ (گروه 17).
* **فرمول:** با استفاده از روش ضرب متقابل: $\mathbf{Al_1 F_3}$.
* **نتیجه:** $\mathbf{AlF_3}$
---
## 3. نامگذاری ترکیبات یونی دوتایی و تکمیل جدول (ب)
### شیوهی نامگذاری ترکیبات یونی دوتایی
بر اساس **جدول (آ)**، روش نامگذاری بسیار ساده است:
$$\mathbf{\text{نام ترکیب یونی} = \text{نام آنیون} + \text{نام کاتیون}}$$
**توضیح:** ابتدا **نام آنیون (یون منفی)** را میگوییم (که معمولاً به پسوند **-ید** ختم میشود، مانند برمید، سولفید) و سپس **نام کاتیون (یون مثبت، فلز)** را میگوییم.
### تکمیل جدول (ب)
| نام ترکیب یونی | نماد یونهای سازنده | فرمول شیمیایی |
| :---: | :---: | :---: |
| $\mathbf{\text{منیزیم اکسید}}$ | $\mathbf{O^{2-}, Mg^{2+}}$ | $\mathbf{MgO}$ |
| $\mathbf{\text{کلسیم کلرید}}$ | $\mathbf{Cl^-, Ca^{2+}}$ | $\mathbf{CaCl_2}$ |
| $\mathbf{\text{پتاسیم اکسید}}$ | $\mathbf{K^+, O^{2-}}$ | $\mathbf{K_2O}$ |
| $\mathbf{\text{سدیم فسفید}}$ | $\mathbf{Na^+, P^{3-}}$ | $\mathbf{Na_3P}$ |
| $\mathbf{\text{لیتیوم برمید}}$ | $\mathbf{Li^+, Br^-}$ | $\mathbf{LiBr}$ |