Bazele chimice ale anatomiei și fiziologiei (Biologie Barron's, p. 24)
În manual, nucleele din figură sunt notate cu 11P și 11N pentru sodiu și cu 17P și 17N pentru clor. Numărul de neutroni nu se potrivește însă cu masele atomice din Tabelul 2.1 (23 pentru sodiu și 35 pentru clor): numărul de masă fiind suma protonilor și a neutronilor, sodiul ar avea 12 neutroni, iar clorul 18. Pentru legătura ionică acest lucru nu schimbă nimic, fiindcă la transfer participă doar electronii de pe stratul extern.
Figura urmărește, pas cu pas, cum ia naștere o legătură ionică între un atom de sodiu (Na) și unul de clor (Cl). Se citește de la stânga la dreapta: întâi cei doi atomi neutri, cu săgeata curbată „Transfer de electroni” între ei, iar după săgeata dreaptă, în dreapta, cei doi ioni rezultați, însoțiți de semnul plus și, respectiv, de semnul minus, și numiți împreună clorură de sodiu. Fiecare atom este desenat ca în Figura 2.1: nucleul în mijloc, cu numărul de protoni (P) și de neutroni (N) scris înăuntru, iar electronii ca puncte pe straturile din jurul lui.
Punctul de plecare: doi atomi neutri
La amândoi, numărul de protoni este egal cu cel de electroni, așa că atomii sunt neutri. Niciunul nu are însă stratul extern complet, iar atomii sunt cei mai stabili atunci când pe stratul extern se află un număr complet de electroni, doi (la hidrogen și heliu) sau opt. De aceea un atom tinde să primească sau să cedeze electroni până când stratul extern este complet și atomul devine stabil.
Transferul de electroni
Pentru a se forma o legătură, atomii trebuie să se apropie îndeajuns, astfel încât straturile lor electronice să se suprapună. Săgeata curbată arată ce se întâmplă atunci: electronul singuratic al sodiului este cedat clorului. Sodiul rămâne fără al treilea strat, iar stratul de dedesubt, cu opt electroni, devine noul lui strat extern, deja complet, așa că în desen ionul de sodiu apare mai mic, cu doar două straturi. Clorul își umple locul liber și ajunge și el la opt electroni pe stratul extern. Pentru sodiu, pierderea electronului este o oxidare, iar pentru clor primirea lui este o reducere, două tipuri de reacții care au loc împreună, ca reacții de oxido-reducere.
Rezultatul: doi ioni cu sarcini opuse
Nucleele au rămas neatinse, cu același număr de protoni, deci avem în continuare sodiu și clor. S-a rupt însă echilibrul dintre sarcini:
Atomii care pierd sau primesc electroni se încarcă și devin ioni. Ionii de sodiu, de calciu, de potasiu și multe alte tipuri de ioni sunt importanți în fiziologia umană.
Legătura ionică propriu-zisă
Cei doi ioni au sarcini electrice opuse, iar ionii cu sarcini opuse se atrag între ei. Chiar această atracție este legătura ionică, motiv pentru care ionii sunt desenați alături, uniți prin „și”, sub eticheta comună „Clorură de sodiu”: clorura de sodiu este formată din ioni de sodiu și de clor combinați exact în acest fel. În Tabelul 2.2, care compară cele trei tipuri de legături chimice (ionice, covalente și de hidrogen), legătura ionică are ca bază chimică atracția dintre ioni cu sarcini opuse, este trecută la legături puternice și are drept exemplu tocmai clorura de sodiu. Al doilea tip de legătură, cea covalentă, se formează altfel: atomii nu cedează electroni, ci pun în comun unul sau mai mulți (Figura 2.3).