Όλα γύρω σας συγκρατούνται από χημικούς δεσμούς. Από τα μόρια που συνθέτουν το σώμα σας και το αλάτι που βάζετε στο φαγητό σας μέχρι την καρέκλα που είστε καθισμένοι, ομοιοπολικοί και ιοντικοί δεσμοί συγκρατούν την ύλη μαζί με τις μορφές με τις οποίες αλληλεπιδρούμε καθημερινά βάση. Η εκμάθηση ιοντικών και ομοιοπολικών δεσμών είναι ένα σημαντικό μέρος κάθε εισαγωγικής σειράς χημείας και εύρεσης Οι διαφορές μεταξύ των δεσμών σάς δίνουν μια εικόνα για το γιατί διαφορετικά υλικά συμπεριφέρονται και αντιδρούν με διαφορετικό τρόπο τρόποι. Το θέμα είναι απλό, αλλά ανοίγει την πόρτα σε μια πολύ βαθύτερη κατανόηση του κόσμου γύρω σας.
Ορισμένα ιόντα και ομοιοπολικά ομόλογα
Οι βασικοί ορισμοί της ιονικής και ομοιοπολικής σύνδεσης σας βοηθούν να καταλάβετε γιατί είναι τόσο διαφορετικοί. Ένας ιοντικός δεσμός σχηματίζεται μεταξύ δύο ιόντων με αντίθετα φορτία. Ένα ιόν είναι ένα άτομο που έχει χάσει ή αποκτήσει ένα ηλεκτρόνιο και δεν είναι πλέον ηλεκτρικά ουδέτερο. Η απώλεια ενός ηλεκτρονίου σημαίνει ότι το ιόν έχει περισσότερα πρωτόνια από τα ηλεκτρόνια και έχει καθαρό θετικό φορτίο. Η απόκτηση ενός ηλεκτρονίου σημαίνει ότι υπάρχουν περισσότερα ηλεκτρόνια από τα πρωτόνια. Αυτό το ιόν έχει αρνητικό φορτίο.
Οι ομοιοπολικοί δεσμοί λειτουργούν διαφορετικά. Το σθένος ενός στοιχείου σας λέει πόσα "κενά" υπάρχουν στο εξωτερικό κέλυφος των ηλεκτρονίων για σύνδεση με άλλα στοιχεία. Στην ομοιοπολική σύνδεση, τα μόρια σχηματίζονται από τα συστατικά άτομα που μοιράζονται ηλεκτρόνια, έτσι και τα δύο πλήρεις στρόφιγγες (εξωτερικά) κελύφη, αλλά μερικά ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν τα εξωτερικά κελύφη και των δύο στοιχείων ταυτόχρονα χρόνος.
Ομοιότητες μεταξύ ιοντικών και ομοιοπολικών δεσμών
Οι διαφορές μεταξύ των δεσμών είναι σαφώς σημαντικές επειδή οι ιονικές και οι ομοιοπολικές ενώσεις λειτουργούν τόσο διαφορετικά, αλλά υπάρχει ένας εκπληκτικός αριθμός ομοιότητας. Η πιο εμφανής ομοιότητα είναι ότι το αποτέλεσμα είναι το ίδιο: Τόσο η ιοντική όσο και η ομοιοπολική σύνδεση οδηγούν στη δημιουργία σταθερών μορίων.
Οι αντιδράσεις που δημιουργούν ιοντικούς και ομοιοπολικούς δεσμούς είναι εξώθερμες επειδή τα στοιχεία συνδέονται μεταξύ τους για να μειώσουν την πιθανή τους ενέργεια. Από τη φύση, αυτή η διαδικασία απελευθερώνει ενέργεια με τη μορφή θερμότητας.
Αν και τα χαρακτηριστικά διαφέρουν, τα ηλεκτρόνια σθένους εμπλέκονται και στις δύο διαδικασίες συγκόλλησης. Για ιοντική σύνδεση, τα ηλεκτρόνια σθένους αποκτώνται ή χάνουν για να σχηματίσουν ένα φορτισμένο ιόν, και στην ομοιοπολική σύνδεση, τα ηλεκτρόνια σθένους μοιράζονται άμεσα.
Τα προκύπτοντα μόρια που δημιουργούνται μέσω ιοντικής και ομοιοπολικής σύνδεσης είναι ηλεκτρικά ουδέτερα. Στην ομοιοπολική σύνδεση, αυτό συμβαίνει επειδή δύο ηλεκτρικά ουδέτερα εξαρτήματα ενώνονται, αλλά στην ιοντική σύνδεση, είναι επειδή τα δύο φορτία ενώνονται και ακυρώνουν το ένα το άλλο.
Τόσο οι ιοντικοί όσο και οι ομοιοπολικοί δεσμοί σχηματίζονται σε σταθερές ποσότητες. Για τους ιοντικούς δεσμούς, σταθερές ποσότητες ιόντων ενώνονται για να σχηματίσουν ένα ηλεκτρικά ουδέτερο σύνολο με τις ποσότητες ανάλογα με την περίσσεια φορτίων στα συγκεκριμένα ιόντα. Στην ομοιοπολική σύνδεση, συνδέονται σύμφωνα με τον αριθμό των ηλεκτρονίων που πρέπει να μοιραστούν για να γεμίσουν τα κελύφη σθένους τους.
Διαφορές μεταξύ ιωνικών και ομοιοπολικών δεσμών
Οι διαφορές μεταξύ των δεσμών είναι πιο εύκολο να εντοπιστούν, αλλά είναι εξίσου σημαντικές εάν προσπαθείτε να κατανοήσετε τη χημική σύνδεση. Η πιο προφανής διαφορά είναι ο τρόπος σχηματισμού των ομολόγων. Ωστόσο, υπάρχουν πολλές άλλες διαφορές που είναι εξίσου σημαντικές.
Τα μεμονωμένα συστατικά ενός ομοιοπολικώς συνδεδεμένου μορίου είναι ηλεκτρικά ουδέτερα, ενώ στην ιοντική σύνδεση είναι και τα δύο φορτισμένα. Αυτό έχει σημαντικές συνέπειες όταν διαλύονται σε διαλύτη. Μια ιοντική ένωση όπως το χλωριούχο νάτριο (επιτραπέζιο αλάτι) αποδίδει ηλεκτρισμό όταν διαλύεται επειδή τα συστατικά φορτίζονται αλλά μεμονωμένα μόρια που σχηματίζονται από ομοιοπολική σύνδεση δεν μεταφέρουν ηλεκτρισμό εκτός εάν ιονίζονται μέσω άλλου αντίδραση.
Μια άλλη συνέπεια των διαφορετικών στυλ συγκόλλησης είναι η ευκολία με την οποία τα προκύπτοντα υλικά διαλύονται και λιώνουν. Η ομοιοπολική σύνδεση συγκρατεί τα άτομα μαζί σε μόρια, αλλά τα ίδια τα μόρια συνδέονται ασθενώς μεταξύ τους. Ως αποτέλεσμα, τα ομοιοπολικά συνδεδεμένα μόρια σχηματίζουν δομές που είναι πιο εύκολο να λιώσουν. Για παράδειγμα, το νερό συνδέεται ομοιοπολικά και ο πάγος λιώνει σε χαμηλή θερμοκρασία. Ωστόσο, ένα ιοντικό υλικό όπως το αλάτι έχει χαμηλότερο σημείο τήξης επειδή ολόκληρη η δομή του αποτελείται από ισχυρούς ιοντικούς δεσμούς.
Υπάρχουν πολλές άλλες διαφορές μεταξύ των ομολόγων. Τα μόρια που απαρτίζουν τα ζωντανά πλάσματα είναι ομοιοπολικά συνδεδεμένα, για παράδειγμα, και οι ομοιοπολικοί δεσμοί είναι πιο συνηθισμένοι στη φύση από τους ιοντικούς δεσμούς συνολικά. Λόγω της διαφοράς στα στυλ συγκόλλησης, οι ομοιοπολικοί δεσμοί μπορούν να σχηματιστούν μεταξύ ατόμων του ίδιου στοιχείου (όπως το αέριο υδρογόνο, το οποίο έχει τον τύπο Η2), αλλά οι ιονικοί δεσμοί δεν μπορούν.