이오닉 협회

이온 결합은 전해질 용액 내에서 반대 전하를 띤 이온들이 이온 쌍을 형성하는 결합입니다. 비에럼은 이온 쌍을 계의 열에너지(일반적으로2kT)보다 정전기 인력이 초과하는 두 개의 반대 전하를 띤 이온으로 정의했다. 정전기 인력은 이온 전하, 분리 거리, 매질의 유전체 상수에 따라 달라집니다. 열에너지는 kT로 표현되며, 분자 운동에 의해 이온이 독립적으로 움직이는 경향을 반영합니다. 이온 대립은 인력 쿨롱빅 상호작용이 이 열적 교란을 극복할 만큼 충분히 강할 때 발생합니다. 2kT 임계값은 임의가 아닙니다; 이는 끌어당김이 열 탈출보다 우선하는 실질적인 기준점을 나타냅니다.

비에럼의 이론에 따르면, 물에서의 이온 쌍합은 일반적으로 1:1 전해질에서는 최소한이지만, 낮은 농도에서도 전하가 높은 이온에서는 강한 정전기 상호작용으로 인해 크게 증가합니다.

물은 분자 극성 때문에 유전체 상수가 높습니다. 이로 인해 이온 간 정전기적 인력이 줄어들고, 수용액 내 이온쌍 형성이 제한됩니다. 반면, 유전체 상수가 낮은 용매는 분리된 전하를 안정화하는 데 덜 효과적이어서 정전기적 인력이 더 강해지고 이온 쌍이 증가합니다. 이온 결합은 CaSO₄, MgF₂와 같은 이온이 형성되어 용액의 전기 전도도를 감소시킵니다. 연관성의 정도는 전도도 측정을 통해 추정할 수 있습니다. 이온 결합은 희석된 수용액에서는 보통 무시할 수 있지만, 농축된 용액에서는 중요해집니다. 무한 희석 상태에서는 이온 결합 정도가 0에 가깝습니다. 온도와 몰랄리티도 연관의 정도에 영향을 미칩니다.

이온 쌍은 복합 이온과 다릅니다. 복합이온 형성은 전이 금속염의 수용액에서 흔히 일어나며, 중요한 공유 공유 특성을 가진 결합을 포함합니다. 반면, 이온 쌍은 정전기력에 의해 결합되어 있으며, 종종 용매 껍질의 일부를 유지합니다. 흡수 분광법은 이온 쌍과 복합 이온을 구분하는 데 도움을 줄 수 있으며, 일부 용액에는 두 종이 모두 포함될 수 있습니다. 이온쌍 형성이 용액 내 자유 이온의 수를 줄이면, 이온 쌍의 화학 퍼텐셜은 개별 이온의 화학 퍼텐셜의 합과 같아져, 결합 반응의 깁스 자유 에너지 변화가 이에 맞게 도출될 수 있습니다.