กฎของฟาจานส์
ในเคมีอนินทรีย์กฎของ Fajansซึ่งกำหนดโดยKazimierz Fajansในปี 1923 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]ใช้ในการทำนายว่าพันธะเคมีจะเป็นพันธะโคเวเลนต์หรือพันธะไอออนิกโดยขึ้นอยู่กับประจุของแคตไอออนและขนาดสัมพัทธ์ของแคตไอออนและแอนไอออนสามารถสรุปได้ในตารางต่อไปนี้:

ลักษณะของไอออนิก ลักษณะพันธะโควาเลนต์ ประจุบวกต่ำ ประจุบวกสูง ไอออนบวกขนาดใหญ่ ไอออนบวกขนาดเล็ก แอนไอออนขนาดเล็ก แอนไอออนขนาดใหญ่
แม้ว่าพันธะในสารประกอบเช่น X+Y- อาจถือได้ว่าเป็นพันธะไอออนิก 100% แต่ก็จะมีลักษณะของพันธะโคเวเลนต์อยู่บ้างเสมอ เมื่อไอออนที่มีประจุตรงข้ามกันสองตัว (X+ และ Y-) เข้าใกล้กัน แคตไอออนจะดึงดูดอิเล็กตรอนในเปลือกนอกสุดของแอนไอออน แต่จะผลักนิวเคลียสที่มีประจุบวกออกไป ส่งผลให้เกิดการบิดเบี้ยว การเปลี่ยนรูป หรือการโพลาไรเซชันของแอนไอออน หากระดับการโพลาไรเซชันค่อนข้างน้อย จะเกิดพันธะไอออนิกขึ้น ในขณะที่หากระดับการโพลาไรเซชันมาก จะเกิดพันธะโคเวเลนต์ขึ้น[ 4 ]

การโพลาไรเซชันของแอนไอออนขึ้นอยู่กับ:
- ความหนาแน่นประจุของแคตไอออน: ประจุบวกสูงและขนาดเล็กของแคตไอออนส่งผลให้แคตไอออนมีอำนาจในการดึงดูดประจุสูง
- ขนาดของแอนไอออน: ยิ่งแอนไอออนมีขนาดใหญ่เท่าไร การยึดเหนี่ยวอิเล็กตรอนวาเลนซ์ก็จะยิ่งหลวมลงเท่านั้น ดังนั้น ขนาดที่ใหญ่ของแอนไอออนจึงนำไปสู่ค่าสภาพขั้วที่ สูงขึ้น ของแอนไอออน
- การจัดเรียงอิเล็กตรอนในวงโคจร: การจัดเรียง อิเล็กตรอนแบบก๊าซเฉื่อยในไอออนบวกให้การกำบังที่ดีกว่า จึงทำให้มีอำนาจในการเหนี่ยวนำขั้วน้อยกว่า อย่างไรก็ตาม มีข้อยกเว้น เช่น Hg²⁺ แม้ จะมีค่าความหนาแน่นประจุต่ำกว่า (r⁺ = 10² pm) แต่ก็มีอำนาจในการเหนี่ยวนำขั้วมากกว่า Ca²⁺ ( r⁺ = 100 pm) ซึ่งมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนแบบก๊าซเฉื่อยเช่นกัน
ตัวอย่างที่แตกต่างกันสองตัวอย่างสามารถแสดงให้เห็นถึงความแตกต่างของผลกระทบได้:
- ในกรณีของอะลูมิเนียมไอโอไดด์ จะมีพันธะไอออนิกที่มีลักษณะโคเวเลนต์อยู่มาก ในพันธะ AlI₃ มีประจุสุทธิ +3 ซึ่งทำให้เกิดแรงดึงดูดต่อกลุ่มอิเล็กตรอนของไอโอดีน เนื่องจากอะตอมของไอโอดีนมีขนาดค่อนข้างใหญ่ อิเล็กตรอนในวงโคจรชั้นนอกจึงได้รับการปกป้องจากประจุของนิวเคลียสเป็นอย่างดี ทำให้สามารถเกิดการโพลาไรซ์ได้ง่ายกว่า ไอออนบวกของอะลูมิเนียมดึงดูดกลุ่มอิเล็กตรอนของไอโอดีน ทำให้เกิดการบิดเบี้ยวของกลุ่มอิเล็กตรอน เมื่อกลุ่มอิเล็กตรอนของไอโอดีนเข้าใกล้ไอออนบวกของอะลูมิเนียม มันจะ "หักล้าง" ประจุบวกของไอออนบวกของอะลูมิเนียม ทำให้เกิดพันธะไอออนิกที่มีลักษณะโคเวเลนต์

- สถานการณ์จะแตกต่างออกไปในกรณีของอะลูมิเนียมฟลูออไรด์ (AlF₃ ในกรณีนี้ ไอโอดีนถูกแทนที่ด้วยฟลูออรีน ซึ่งเป็นอะตอมขนาดเล็กที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูง กลุ่มอิเล็กตรอนของฟลูออรีนได้รับการปกป้องจากประจุของนิวเคลียสน้อยกว่า จึงทำให้มีความสามารถในการเหนี่ยวนำขั้วได้น้อยกว่า ดังนั้นเราจึงได้สารประกอบไอออนิกที่มีลักษณะโคเวเลนต์เพียงเล็กน้อย
ดังนั้นโซเดียมคลอไรด์ (เนื่องจากมีแคตไอออนขนาดค่อนข้างใหญ่) และอะลูมิเนียมฟลูออไรด์ (เนื่องจากมีแอนไอออนขนาดค่อน히เล็ก) ต่างก็เป็นสารประกอบไอออนิก แต่ อะลูมิเนียมไอโอไดด์ เป็นสารประกอบโคเวเลนต์ ในทำนองเดียวกัน แคลเซียมคลอไรด์ (CaCl₂ (ซึ่งมีโครงสร้างอิเล็กตรอนแบบก๊าซเฉื่อยในแคตไอออน) เป็นสารประกอบไอออนิก แต่ปรอทคลอไรด์ (HgCl₂ เป็นสารประกอบโคเวเลนต์
ลิงก์ภายนอก
- เอเดรียน เฟียร์ส. "บทที่ 4: พันธะเคมี" . เคมีในมุมมอง . chembook.co.uk.