Всичко около вас се държи заедно чрез химически връзки. От молекулите, които изграждат тялото ви, и солта, която поставяте върху храната си, до стола, който сте седейки, ковалентните и йонните връзки поддържат материята заедно във формите, с които си взаимодействаме всеки ден основа. Изучаването на йонни и ковалентни връзки е важна част от всеки уводен курс по химия и намирането Разликите между връзките ви дават представа защо различните материали се държат и реагират различно начини. Темата е проста, но отваря вратата за много по-дълбоко разбиране на света около вас.
Йонни връзки и дефинирани ковалентни връзки
Основните дефиниции на йонно и ковалентно свързване ви помагат да разберете защо те са толкова различни. Йонна връзка е тази, образувана между два йона с противоположни заряди. Йонът е атом, който е загубил или спечелил електрон, така че вече не е електрически неутрален. Загубата на електрон означава, че йонът има повече протони от електроните и има нетен положителен заряд. Получаването на електрон означава, че има повече електрони, отколкото протони. Този йон има отрицателен заряд.
Ковалентните връзки работят по различен начин. Валентността на даден елемент ви казва колко "пространства" има във външната обвивка на електроните за свързване с други елементи. При ковалентно свързване молекулите се образуват от съставните атоми, споделящи електрони, така че и двамата да имат пълна валентност (външни) обвивки, но някои електрони заемат външните обвивки и на двата елемента едновременно време.
Прилики между йонни и ковалентни връзки
Разликите между връзките са очевидно важни, тъй като йонните и ковалентните съединения работят толкова различно, но има изненадващ брой прилики. Най-очевидното сходство е, че резултатът е един и същ: Както йонната, така и ковалентната връзка водят до създаването на стабилни молекули.
Реакциите, които създават йонни и ковалентни връзки, са екзотермични, тъй като елементите се свързват, за да намалят потенциалната си енергия. По природа този процес отделя енергия под формата на топлина.
Въпреки че спецификите се различават, валентните електрони участват и в двата процеса на свързване. За йонно свързване валентните електрони се получават или губят, за да образуват зареден йон, а при ковалентното свързване валентните електрони се споделят директно.
Получените молекули, създадени чрез йонна и ковалентна връзка, са електрически неутрални. При ковалентното свързване това е така, защото два електрически неутрални компонента се обединяват, но при йонното свързване това е така, защото двата заряда се свързват и се анулират.
Както йонните, така и ковалентните връзки се образуват във фиксирани количества. За йонните връзки фиксираните количества йони се обединяват, за да образуват електрически неутрално цяло с количествата в зависимост от излишните заряди върху конкретните участващи йони. При ковалентно свързване те се свързват според броя на електроните, които трябва да споделят, за да запълнят валентните си черупки.
Разлики между йонни и ковалентни връзки
Разликите между връзките са по-лесни за откриване, но те са също толкова важни, ако се опитвате да разберете химическата връзка. Най-очевидната разлика е в начина на формиране на връзките. Има обаче няколко други разлики, които са също толкова важни.
Отделните компоненти на ковалентно свързаната молекула са електрически неутрални, докато при йонната връзка и двамата са заредени. Това има важни последици, когато те се разтварят в разтворител. Йонно съединение като натриев хлорид (готварска сол) провежда електричество, когато се разтвори, тъй като компонентите се зареждат, но отделни молекули, образувани чрез ковалентна връзка, не провеждат електричество, освен ако не са йонизирани чрез друга реакция.
Друго следствие от различните стилове на залепване е лекотата, с която получените материали се разпадат и разтапят. Ковалентната връзка държи атомите заедно в молекулите, но самите молекули са слабо свързани помежду си. В резултат на това ковалентно свързани молекули образуват структури, които се топят по-лесно. Например водата е ковалентно свързана и ледът се топи при ниска температура. Въпреки това, йонен материал като солта има по-ниска точка на топене, тъй като цялата му структура е съставена от силни йонни връзки.
Има много други разлики между облигациите. Молекулите, които изграждат живите същества, са например ковалентно свързани, а ковалентните връзки са по-често срещани в природата, отколкото йонните връзки като цяло. Поради разликата в стиловете на свързване, ковалентни връзки могат да се образуват между атоми на един и същ елемент (като водороден газ, който има формулата Н2), но йонните връзки не могат.