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Le molecole ioniche sono costituite da più atomi che hanno un numero di elettroni diverso da quello del loro stato fondamentale. Quando un atomo di metallo si lega a un atomo non metallico, l'atomo di metallo perde tipicamente un elettrone con l'atomo non metallico. Questo si chiama legame ionico. Che ciò accada con composti di metalli e non metalli è il risultato di due proprietà periodiche: energia di ionizzazione e affinità elettronica.
Metalli e non metalli
I metalli della tavola periodica includono tutti gli elementi nei gruppi da uno a tre tranne l'idrogeno, nonché alcuni altri elementi delle regioni in basso a destra della tabella. I non metalli, d'altra parte, includono tutti gli elementi nei gruppi sette e otto, nonché alcuni altri elementi dei gruppi quattro, cinque e sei.
Energia ionizzata
L'energia di ionizzazione di un elemento descrive la quantità di energia necessaria per far perdere un elettrone a un atomo. I metalli tendono ad avere basse energie di ionizzazione. Ciò significa che sono "disposti" a sbarazzarsi di un elettrone in una reazione chimica. Molti non metalli, d'altra parte, hanno elevate energie di ionizzazione, il che significa che sono meno disposti a perdere un elettrone in una reazione.
Affinità elettronica
L'affinità elettronica è il cambiamento di energia quando un atomo neutro di un elemento guadagna un elettrone. Alcuni atomi sono più disposti a guadagnare elettroni di altri. I metalli hanno una piccola affinità elettronica e quindi non accettano volentieri elettroni. Molti non metalli, d'altra parte, hanno grandi affinità elettroniche; rilasciano una maggiore quantità di energia dopo aver accettato gli elettroni. Ciò significa che i non metalli sono molto più disposti ad accettare gli elettroni rispetto ai metalli. Ciò corrisponde alle loro posizioni nella tavola periodica. I non metalli reattivi sono vicini al gruppo di otto elementi, che hanno gusci di elettroni completamente esterni. Gli otto elementi del gruppo sono molto stabili. Quindi, un metallo non distante uno o due elettroni da un guscio di elettroni pieno sarà desideroso di ottenere quegli elettroni e raggiungere uno stato stabile.
Tipi di legame ed elettronegatività
I concetti di energia di ionizzazione e affinità elettronica sono combinati in una terza tendenza periodica chiamata elettronegatività. Le differenze di elettronegatività tra gli elementi descrivono il tipo di legami tra gli atomi. Se le differenze di elettronegatività sono molto piccole, i legami sono covalenti. Se le differenze di elettronegatività sono grandi, i legami sono ionici. Le differenze di elettronegatività tra i metalli e la maggior parte dei non metalli sono elevate. Pertanto, i legami hanno un carattere ionico. Questo ha senso rispetto all'energia di ionizzazione e l'affinità elettronica; gli atomi di metallo sono disposti a perdere elettroni e gli atomi non metallici sono disposti a ottenerli.