Samenvatting Aanvullingen Chemie | VUB | 2025/2026

H3: Ionaire verbindingen (elektrostatische binding)
De ionbinding wordt gekenmerkt door de Coulombinteractie tussen ionen. Een essentieel
kenmerk is dat de ionen hierbij hun elektronische configuratie behouden. In tegenstelling tot
covalente bindingen vormen ionaire verbindingen geen discrete eenheden (moleculen), maar
een rooster.

• Roosterstructuur: Elk positief (+) of negatief (−) ion interageert zonder specifieke
voorkeur met alle omringende ionen van tegengestelde lading. De sterkte van deze
interactie wordt bepaald door een afstandsfactor.

• Energetica (Voorbeeld NaCl):

o Bij de vorming van gas van diatomische ionparen (Na+Cl- (g)) komt 355 kJ mol-
1
vrij. Dit is een functie vd ionizatie-energie (IE) en elektronenaffiniteit (EA).

o Experimenteel blijkt dat NaCl rooster vormt (Na+Cl- (vl)), waarbij 780 kJ mol-
1
vrijkomt. Dit verschil onderstreept het belang van de roosterenergie.

• Roosterenergie: afhankelijk vd lading vd ionen en omringing (coördinatie) vd ionen in
het kristalrooster.



3.5.1. Straalverhouding en Coördinatie

De geometrische opbouw van een kristalrooster wordt sterk beïnvloed door de verhouding
tussen de straal van het kation (rk) en de straal van het anion (ra).

a) Theoretische Onderbouwing

Door uit te gaan van "juist rakende sferen" kan de minimale straalverhouding worden berekend
voor een specifieke omringing. Voor een octaëdrische omringing (coördinatie 6) wordt de relatie
afgeleid via Pythagoras in driehoek ABC (met AB en AC gelijk 2 ra):

, • Wanneer 𝑟𝑘 toeneemt, raken de anionen elkaar niet meer, wat meer plaats biedt voor
extra anionen.
𝑟
• Bij 𝑟𝑘 = 0,732 plaats voor 8 omringende anionen (kubische coördinatie).
𝑎

𝑟
• Bij 𝑟𝑘 = 1 is er plaats voor 12 omringende ionen. Dit komt voor bij metalen, waar het
𝑎
rooster bestaat uit positieve ionen met identieke straal.

b) Overzicht van Geometrieën

De onderstaande tabel geeft de relatie weer tussen de straalverhouding, de omringing en de
resulterende geometrie:
𝑟𝑘 Omringing (Coördinatie) Geometrie
𝑟𝑎

0 – 0,156 2 Digonaal

0,156 – 0,225 3 Trigonaal

0,225 – 0,414 4 Tetraëdrisch

0,414 – 0,732 6 Octaëdrisch

0,732 – 1 8 Kubisch

1 12 Dichtste bolstapeling



c) vb uit de Praktijk
𝑟 0,95
• NaCl: 𝑟𝑘 = 1,81
= 0,535 (Coördinatie 6). Voor meeste alkalihalogeniden, behalve CS.
𝑎

𝑟 1,69
• CsCl: 𝑟𝑘 = 1,81
= 0,934 (Coördinatie 8).
𝑎

𝑟 0,65
• MgO (aardalkalimetaaloxiden): 𝑟𝑘 = 1,40
= 0,464 (Coördinatie 6).
𝑎

𝑟 0,75
• ZnS (Zinkblende): 𝑟𝑘 = 1,84
= 0,402 (Coördinatie 4).
𝑎

𝑟 1,00
• CaF2 (Fluoriet): 𝑟𝑘 = 1,33
= 0,75 (Coördinatie 8).
𝑎

, d) Dichtste Bolstapeling in Metalen
𝑟𝑘
Bij metalen ( = 1) kristalliseren 46 van de 58 elementen uit in dichtste bolstapeling. Hierbij
𝑟𝑎
wordt 74% van de beschikbare ruimte ingenomen. Twee hoofdtypes:

1. Hexagonaal (Hexagonal closest packing): Patroon AB AB AB...

2. Kubisch (Cubic closest packing): Patroon ABC ABC ABC...

Beide stapelingen hebben 6 interstitiële sites (holten) rond centraal ion in middenlaag.




3.5.2 Born-Haber Cyclus

De roosterenergie kan experimenteel worden bepaald via thermochemische cyclus. Voor
vorming van NaCl(v) uit Na(v) en Cl2(g) worden volgende stappen doorlopen:

1. Sublimatie Na: (𝑁𝑎(𝑣) → 𝑁𝑎 (𝑔) (+93 𝑘𝐽 𝑚𝑜𝑙 −1 )

2. Dissociatie Cl2: (1/2𝐶𝑙2 (𝑔) → 𝐶𝑙 (𝑔) (+122 𝑘𝐽 𝑚𝑜𝑙 −1)

3. Ionizatie Na: (𝑁𝑎(𝑔) − 𝑒 → 𝑁𝑎+ (𝑔) (+496 𝑘𝐽 𝑚𝑜𝑙 −1)

4. Elektronenaffiniteit Cl: (𝐶𝑙(𝑔) + 𝑒 → 𝐶𝑙 − (𝑔) (−348 𝑘𝐽 𝑚𝑜𝑙 −1)

5. Roosterenergie (x): (𝑁𝑎+ (𝑔) + 𝐶𝑙 − (𝑔) → 𝑁𝑎𝐶𝑙 (𝑣) )

6. Vormingsenthalpie (totaal): (𝑁𝑎(𝑣) + 1/2𝐶𝑙2 (𝑔) → 𝑁𝑎𝐶𝑙 (𝑣) (−417 𝑘𝐽 𝑚𝑜𝑙 −1 )

7. Berekening van de roosterenergie (x): 93 + 122 + 496 − 348 + 𝑥 = −417 −>
𝑥 = −780 𝑘𝐽 𝑚𝑜𝑙 −1)