이온결합

요약 양이온과 음이온이 정전기적 인력으로 결합하여 생기는 화학결합이다. 대응되는 화학결합으로는 공유결합을 들 수 있으며, 대표적인 예로 소금과 같이 양성이 강한 금속과 음성이 강한 비금속의 결합물이 있다. 양이온 주위를 여러 개의 음이온이 정전기적 인력으로 둘러싸고 있는 결정구조를 이루는 경우가 많다.

공유결합과 함께 화학결합에서 중요한 개념의 하나로서, 많은 종류의 화합물에서 볼 수 있다. 그 전형적인 예로는 염화나트륨 NaCl, 플루오린화칼슘 CaF₂ 등 양성이 강한 금속과 음성이 강한 비금속 사이에 생기는 무기염류를 들 수 있다.

이들 화합물의 결합고체에서는, 나트륨 원자에서 1개의 전자를 잃은 양이온 Na⁺, 또는 2개의 전자를 잃은 양이온 Ca²⁺과 염소 원자에 1개의 전자가 첨가된 음이온 Cl^-, 또는 마찬가지로 1개의 전자가 첨가된 음이온 F^-의 두 이온이 존재한다. 그리고 1개의 양이온 주위에는 몇 개의 음이온이 정전기인력에 의해서 둘러싸고 있으며, 또한 음이온 하나하나가 정전기인력에 의해서 양이온에 둘러싸여 있는 형태로 3차원적으로 연결되어 전체적으로 하전(荷電)이 중화(中和)되어 독립된 NaCl이나 CaF₂와 같은 분자로서는 존재하지 않는다(고체에서는 이와 같이 분자의 존재가 인정되지 않으나, 기체에서는 NaCl 분자가 인정된다).

이온결합 형성 과정은 다음 그림과 같다.

염화나트륨(NaCl)의 나트륨(Na)과 염소(Cl)의 결합 반응을 보면 나트륨(Na)이 외각전자를 한개를 잃고 네온(Ne)의 전자구조를 가진 나트륨 이온(Na+) 이 되고 이 전자는 염소원자에 들어가서 염소이온(Cl-)가 되어, 서로 반대로 하전된 이온들 사이에 정전기적 인력에 의한 결합을 형성하면서 에너지가 방출된다.

실제로 순수한 이온결합으로만 이루어지는 물질은 많지 않으며, 대부분은 공유결합이 어느 정도 포함되어 있다.