พันธะไอออนิก เป็นพันธะที่เกิดจากแรงกระทำระหว่างอะตอม 2 อะตอมที่มีประจุต่างกัน โดยจะเกิดการแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอน  ทำให้เกิดแรงดึงดูดทางไฟฟ้าสถิตระหว่างประจุที่ต่างกัน พันธะไอออนิกจะเกิดระหว่างโลหะรวมตัวกับอโลหะ และเกิดขึ้นระหว่างธาตุที่มีค่า EN ต่างกันมาก อะตอมที่มีค่า IE ต่ำ จะให้เวเลนซ์อิเล็กตรอน กลายเป็นไอออนบวก (cation) อะตอมที่มีค่า IE สูง จะรับเวเลนซ์อิเล็กตรอน กลายเป็นไอออนลบ (anion) เรียกสารประกอบที่เกิดพันธะไอออนิกว่า “สารประกอบไอออนิก”

ภาพแสดงการเกิดพันธะไอออนิกของสารประกอบโซเดียมคลอไรด์

     พันธะไอออนิกจะเกิดจากการที่โลหะ (โซเดียม) ให้อิเล็กตรอนแก่อโลหะ (คลอรีน) อะตอมของอโลหะกลายเป็นไอออนลบ (คลอไรด์ไอออน Cl^-) อะตอมของโลหะกลายเป็นไอออนบวก (โซเดียมไอออน Na⁺)

ลักษณะสำคัญของพันธะไอออนิก 

     1.  พันธะไอออนิกเป็นพันธะเคมีที่เกิดจากไอออนของโลหะ + ไอออน ของอโลหะ เช่น NaCl, MgO, KI แต่อะตอมของโลหะบางชนิด เช่น Be สามารถสร้างพันธะโคเวเลนต์กับอะตอมของโลหะได้ เช่น BeF₂, BeCl₂ เป็นต้น
     2.  พันธะไอออนิก อาจเป็นพันธะเคมีที่เกิดจากธาตุที่มีค่า IE ต่ำรวมกับธาตุที่มีค่า IE สูง
     3.  สารประกอบไอออนิกไม่มีสูตรโมเลกุล มีแต่สูตรเอมพิริกัล
     4.  สารประกอบไอออนิกมีจุดเดือด จุดหลอมเหลวสูง
     5.  สารประกอบไอออนิกในสภาวะปกติเป็นของแข็ง ประกอบด้วยไอออนบวกและไอออนลบ ไอออนเหล่านี้ไม่เคลื่อนที่ ดังนั้นจึงไม่นำไฟฟ้า แต่เมื่อหลอมเหลวหรือละลายน้ำ จะแตกตัวเป็นไอออนเคลื่อนที่ได้ เกิดเป็นสารอิเล็กโทรไลต์ จึงสามารถนำไฟฟ้าได้

     6. เมื่อทุบผลึกของสารไอออนิก จะเกิดการเลื่อนไถลของไอออนไปตามระนาบผลึก เป็นผลให้ไอออนชนิดเดียวกันเลื่อนไปอยู่ตรงกัน จึงเกิดแรงผลักระหว่างไอออน ทำให้ผลึกแตกออก

     7.  พันธะไอออนิก อาจเป็นพันธะเคมีที่เกิดจากไอออนบวกที่เป็นกลุ่มอะตอมของอโลหะ กับไอออนลบของอโลหะ เช่น

การเขียนสูตรและอ่านชื่อสารประกอบไอออนิก 

หลักการเขียนสูตรของสารประกอบไอออนิก มีดังนี้ 

     1.  เขียนไอออนบวก หรือกลุ่มไอออนบวกไว้ข้างหน้า ตามด้วยไอออนลบหรือกลุ่มไอออนลบ ยกเว้นสารประกอบแอซิเตต (CH₃COO^–) จะเขียนกลุ่มไอออนลบไว้ก่อนแล้วตามด้วยไอออนบวก เช่น  CH₃COONa, (CH₃COO)₂Ca
     2.  ไอออนบวกและไอออนลบ จะรวมกันในอัตราส่วนที่ทำให้ผลรวมของประจุเป็นศูนย์ ดังนั้นทำได้โดยใช้จำนวนประจุบนไอออนบวก  และไอออนลบคูณไขว้กัน
     3.  ถ้ากลุ่มไอออนบวกหรือกลุ่มไอออนลบมีมากกว่า 1 กลุ่ม ให้ใส่วงเล็บ ( ) และใส่จำนวนกลุ่มไว้ที่มุมล่างขวา

 ไอออนบวกของธาตุกลุ่ม A

 ไอออนบวกของธาตุกลุ่ม B

 ไอออนลบ

 กลุ่มไอออนลบ

 ตัวอย่างการเขียนสูตรและอ่านชื่อ สารประกอบไอออนิก   

 ประเภทที่ 1  ; ไอออนบวก รวมกับไอออนลบ
          Ex.1  ; Na  +  Cl
          Ex.2  ; Na  +  S
          Ex.3  ; Al  +  O

 ประเภทที่ 2 ; ไอออนบวก รวมกับกลุ่มไอออนลบ
          Ex.1  ; Li  +  CN
          Ex.2  ; Ca  +  PO₄
          Ex.3  ; Al  +  SO₄

 ประเภทที่ 3  ; ไอออนบวกแทรนสิชัน รวมกับไอออนลบหรือกลุ่มไอออนลบ
          Ex.1  ; Cr⁶⁺ +  O
          Ex.2  ; Cu²⁺  +  NO₃
          Ex.3  ; Ti⁴⁺ +  SO₄

พลังงานกับการเกิดสารประกอบไอออนิก 

     ในการเกิดสารประกอบไอออนิก จะมีการเปลี่ยนแปลงหลายขั้นตอนย่อยๆ และแต่ละขั้นตอนย่อยจะมีการเปลี่ยนแปลงพลังงาน  เช่น การเกิดโซเดียมคลอไรด์จากโลหะ Na กับก๊าซ Cl₂

          Na (s) + 1/2 Cl₂ (g)    --->     NaCl (s)

     การเกิด NaCl มีขั้นตอนต่างๆ และพลังงานเกี่ยวข้องดังนี้

      ขั้นที่ 1   (H₁  =   พลังงานการระเหิด)

                 Na (s)  ---> Na (g)                   H₁  =   +109  kJ/mol

      ขั้นที่ 2   (H₂  =   พลังงานสลายพันธะ)

                 1/2  Cl₂  ---> Cl (g)               H₂  =   +121  kJ/mol

      ขั้นที่ 3   (H₃  =   พลังงานไอออไนเซชัน)

                 Na (g)  ---> Na+ (g)  +  e^-      H₃  =   +494  kJ/mol

      ขั้นที่ 4  (H₄  =   พลังงานสัมพรรคภาพอิเล็กตรอน)

                 Cl₂ +  e^-  --->   Cl^- (g)           H₄  =   -347  kJ/mol

      ขั้นที่ 5  (H₅  =  พลังงานแลตทิช)

                 Na+ (g)  +   Cl^- (g)    --->   NaCl (s)    H₅    =   -787  kJ/mol

     เมื่อรวมขั้นที่ 1 ถึง  5  เข้าด้วยกันจะได้

                 Na (s)  +  1/2 Cl₂ (g)  --->   NaCl (s)     H_of  =   -410  kJ/mol

     แสดงว่าการเกิด NaCl เป็นการเปลี่ยนแปลงแบบคายพลังงาน

      เขียนแผนภาพ แสดงขั้นตอนการเปลี่ยนแปลงพลังงานต่าง ๆ ในการเกิดสารประกอบไอออนิกได้ดังนี้

เรียกแผนภาพดังกล่าวว่า  Born - Haber  cycle

     ในการเกิดสารประกอบไอออนิกจากโลหะและอโลหะนั้น จะมีพลังงานเกี่ยวข้อง 2 แบบ คือ ขั้นที่ 1, 2, 3 เป็นแบบดูดพลังงาน  ส่วนขั้นตอนที่ 4 และ 5 เป็นแบบคายพลังงาน ดังนั้น

        พลังงานในการเกิด NaCl (H_of )   =   H₁ +   H₂  + H₃ + H₄  + H₅

                                            =     (+109)  +  (+121)  +  (+494)  +  (-347)  +  (-787) 

                                            =     -410   kJ/mol

 ตัวอย่าง การเกิด NaCl มีพลังงาน  5  ขั้นตอน  ดังนี้

The Born–Haber Cycle for the formation for 1 mole of solid NaCl (s).

ตัวอย่าง จงเขียนปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับพลังงานในการเกิดสารประกอบไอออนิกจากธาตุที่กำหนดให้ต่อไปนี้

     1)  โพแทสเซียมกับฟลูออรีน
     2)  แมกนีเซียมกับคลอรีน

พลังงานกับการละลายสารประกอบไอออนิก 

     ประกอบด้วย 2 ขั้นตอน  คือ

     ขั้นที่ 1 ผลึกสารประกอบไอออนิกดูดพลังงาน และแตกตัวเป็นไอออนในสภาวะก๊าซ เรียกพลังงานนี้ว่า พลังงานแลตทิซ (Lattice  energy)

          AB (s)  --->   A+ (g) + B^- (g) 

     ขั้นที่ 2 ไอออน  ที่เป็นก๊าซจะถูกน้ำล้อมรอบ มีการคายพลังงานออกมา เรียกพลังงานนี้ว่า พลังงานไฮเดรชัน (Hydration  energy)

          A⁺(g)  +    B^-(g)      A⁺ (ag)  +  B^- (ag)

 ตัวอย่าง การละลายน้ำของ NaCl  ประกอบด้วย 2 ขั้นตอน  คือ 

     ขั้นที่ 1 ผลึกสารประกอบไอออนิกแตกตัวเป็นไอออนในสภาวะก๊าซ ซึ่งมีการดูดพลังงานเพื่อสลายพันธะไอออนิกระหว่าง Na+  กับ Cl- ออกจากกันเป็นไอออนในสภาวะก๊าซ พลังงานนี้มีค่าเท่ากับ พลังงานแลตทิซ (Lattice  energy) ใช้สัญลักษณ์ย่อว่า 

          NaCl (s)   --->   Na⁺ (g) + Cl^- (g)   ;   H_latt   =   +776 KJ 

     ขั้นที่ 2 ไอออนที่เป็นก๊าซจะถูกน้ำล้อมรอบเกิดไฮเดรตมีการคายพลังงานออกมา เรียกพลังงานนี้ว่า พลังงานไฮเดรชัน (Hydration  energy) ใช้สัญลักษณ์ย่อว่า H_hyd

          Na⁺(g)  +  Cl^-(g)    Na⁺ (ag)  +   Cl^- (ag)  +   Cl^- (ag) ;    H_hyd   =   -771  kJ

     รวมขั้นที่ 1 และ 2 เข้าด้วยกันจะได้ 

          NaCl (s)    Na⁺ (ag)  +   Cl^- (ag  ;   H_{so ln}  =   +5  kJ

     ถ้า H_{so ln}   =   พลังงานของการละลาย

ภาพแสดงการละลายน้ำของ NaCl

ภาพแสดงขั้นตอนการละลายน้ำของของ CuSO4

การละลายน้ำของสารประกอบไอออนิก 

     ความสามารถในการละลายของสาร คือ ความสามารถของสารที่ละลายในตัวทำละลายจนอิ่มตัว แต่ความสามารถในการละลายของสารประกอบไอออนิก จะมากแค่ไหนขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและชนิดของสาร สำหรับการบอกความสามารถในการละลาย โดยมากมักจะบอกได้ ดังนี้

           - ตัวถูกละลาย   <   0.1 g/H₂O   100g  ที่  25 ^๐C     =      แสดงว่าไม่ละลาย

           - ตัวถูกละลาย   0.1 ถึง  1 g/H₂O   100g  ที่  25 ^๐C     =      แสดงว่าไม่ละลาย

           - ตัวถูกละลาย   >   1 g/H₂O   100g  ที่  25 ^๐C     =      แสดงว่าละลายได้บางส่วน

สารประกอบไอออนิกที่ละลายน้ำได้  ได้แก่ 

     1.  สารประกอบของโลหะหมู่ IA
     2.  สารประกอบแอมโมเนียม
     3.  สารประกอบไนเตรต
     4.  สารประกอบคลอเรต
     5.  สารประกอบเปอร์คลอเรต
     6.  สารประกอบแอซิเตต  (ยกเว้น CH₃COOAg)
     7.  สารประกอบซัลเฟต  (ยกเว้น  PbSO₄,  CaSO₄,  SrSO₄,  BaSO₄)

สารประกอบไอออนิกที่ไม่ละลายน้ำ  ได้แก่ 

     1.  สารประกอบออกไซด์  ซัลไฟด์  และไฮดรอกไซด์ของโลหะ (ยกเว้น  โลหะหมู่ IA และ Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺)
     2.  สารประกอบคลอไรด์, โบรไมด์  และไอโอไดด์ของ Ag⁺, Pb²⁺, Hg₂²⁺
     3.  สารประกอบคาร์บอเนต, ฟอสเฟต  และซัลไฟต์ของธาตุหมู่ IIA

สมการไอออนิก 

     สมการไอออนิก คือ สมการที่แสดงไอออนอิสระของสารประกอบไอออนิกในสารละลายครบทุกชนิด
     สมการไอออนิกสุทธิ คือ สมการที่แสดงเฉพาะไอออนที่เข้าทำปฏิกิริยากันแล้วเกิดเป็นผลิตภัณฑ์ 

หลักการเขียนสมการไอออนิก

     1. ให้เขียนเฉพาะส่วนไอออนหรือโมเลกุลของสารทำปฏิกิริยากันเท่านั้น
     2. ถ้าสารที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยาเป็นสารที่ไม่ละลายน้ำ หรือไม่แตกตัวเป็นไอออน หรือเป็นออกไซด์ หรือเป็นก๊าซ ให้เขียนสูตรโมเลกุลของสารนั้นในสมการได้  ตัวอย่างออกไซด์ เช่น  CO₂ ,  H₂O  ก๊าซ เช่น H₂  , NH₃  สารที่ไม่ละลายน้ำ เช่น CaCO₃  ,  AgCl
     3. ดุลสมการไอออนิกโดยทำจำนวนอะตอมและจำนวนไอออนของธาตุทุกธาตุ ทั้งทางซ้ายและทางขวาของสมการให้เท่ากัน พร้อมทั้งดุลประจุรวมทั้งทางซ้ายและขวาของสมการให้เท่ากัน

     1. จงเขียนสูตร และอ่านชื่อสารประกอบไอออนิกที่เกิดจาการรวมตัวระหว่างธาตุต่อไปนี้
          ก. โพแทสเซียม กับ คลอรีน
          ข. อลูมิเนียม กับ ออกซิเจน
          ค. แคลเซียม กับ ไอโอดีน 
          ง. แมกนีเซียม กับ ซัลไฟด์ 

     2. จงเขียนสูตรของสารประกอบไอออนิกต่อไปนี้
          ก. เลด (II) ไนเตรต
          ข. ไทเทเนียม (II) คาร์บอเนต
          ค. คอปเปอร์ (II) ซัลเฟต         
          ง. โครเมียม (III) คลอไรด์

     3. จงเรียกชื่อสารประกอบต่อไปนี้
          ก.  CuCO₃     
          ข.  NH₄CN          
          ค.  BaSO₄            
          ง.  Na₂HPO₄    
          จ.  Al(OH)₃    
          ฉ.  Fe₂O₃            
          ช.  AgNO₃          
          ซ.  CoCl₂

     4. แผนภาพแสดงการเปลี่ยนแปลงพลังงานในการเกิด LiF (s) 1 โมล  ดังนี้

          1. ในขั้นที่ 2 และ 4 เป็นการเปลี่ยนแปลงพลังงานแบบใด และมีชื่อว่าอย่างไร
          2. พลังงานแลตทิชของ LiF  มีค่ากี่ kJ/mol