Все вокруг вас скреплено химическими связями. От молекул, из которых состоит ваше тело, и соли, которую вы добавляете в пищу, до стула, на котором вы сидите. сидящие ковалентные и ионные связи удерживают материю вместе в формах, с которыми мы взаимодействуем изо дня в день основание. Изучение ионных и ковалентных связей - важная часть любого вводного курса химии. Изучение различий между связями дает вам представление о том, почему разные материалы ведут себя и реагируют по-разному способами. Тема проста, но она открывает дверь к гораздо более глубокому пониманию окружающего мира.
Определение ионных и ковалентных связей
Основные определения ионной и ковалентной связи помогут вам понять, почему они такие разные. Ионная связь образуется между двумя ионами с противоположными зарядами. Ион - это атом, который потерял или получил электрон, поэтому он больше не является электрически нейтральным. Потеря электрона означает, что ион имеет больше протонов, чем электронов, и имеет чистый положительный заряд. Обретение электрона означает, что электронов больше, чем протонов. Этот ион имеет отрицательный заряд.
Ковалентные связи работают иначе. Валентность элемента говорит вам, сколько «пространств» есть во внешней оболочке электронов для связи с другими элементами. При ковалентной связи молекулы образованы составляющими атомами, разделяющими электроны, поэтому оба они имеют полные валентные (внешние) оболочки, но некоторые электроны занимают внешние оболочки обоих элементов одновременно время.
Сходства между ионными и ковалентными связями
Различия между связями явно важны, потому что ионные и ковалентные соединения работают по-разному, но есть удивительное количество сходств. Наиболее очевидное сходство заключается в том, что результат один и тот же: как ионная, так и ковалентная связь приводят к созданию стабильных молекул.
Реакции, которые создают ионные и ковалентные связи, являются экзотермическими, потому что элементы связываются вместе, чтобы снизить их потенциальную энергию. По своей природе этот процесс выделяет энергию в виде тепла.
Хотя особенности различаются, валентные электроны участвуют в обоих процессах связывания. Для ионной связи валентные электроны приобретаются или теряются с образованием заряженного иона, а при ковалентной связи валентные электроны совместно используются напрямую.
Получающиеся в результате молекулы, образованные посредством ионной и ковалентной связи, электрически нейтральны. В ковалентной связи это происходит потому, что два электрически нейтральных компонента объединяются, а в ионной связи - потому, что два заряда соединяются и нейтрализуют друг друга.
И ионные, и ковалентные связи образуются в фиксированных количествах. Что касается ионных связей, фиксированные количества ионов соединяются вместе, образуя электрически нейтральное целое, количество которых зависит от избыточных зарядов конкретных участвующих ионов. При ковалентной связи они связываются в соответствии с количеством электронов, которыми они должны поделиться, чтобы заполнить свои валентные оболочки.
Различия между ионными и ковалентными связями
Различия между связями легче заметить, но они не менее важны, если вы пытаетесь понять химические связи. Самая очевидная разница - это способ формирования облигаций. Однако есть несколько других не менее важных отличий.
Отдельные компоненты ковалентно связанной молекулы электрически нейтральны, тогда как при ионной связи они оба заряжены. Когда они растворяются в растворителе, это имеет важные последствия. Ионное соединение, такое как хлорид натрия (поваренная соль), при растворении проводит электричество, потому что компоненты заряжены, но отдельные молекулы, образованные ковалентной связью, не проводят электричество, если они не ионизируются через другие реакция.
Еще одним следствием различных стилей склеивания является легкость, с которой полученные материалы распадаются и плавятся. Ковалентная связь удерживает атомы вместе в молекулах, но сами молекулы только слабо связаны друг с другом. В результате ковалентно связанные молекулы образуют структуры, которые легче плавятся. Например, вода ковалентно связана, а лед тает при низкой температуре. Однако ионный материал, такой как соль, имеет более низкую температуру плавления, потому что вся его структура состоит из сильных ионных связей.
Между облигациями есть много других различий. Например, молекулы, из которых состоят живые существа, связаны ковалентными связями, и ковалентные связи более распространены в природе, чем ионные связи в целом. Из-за разницы в стилях связывания ковалентные связи могут образовываться между атомами одного и того же элемента (например, газообразного водорода, имеющего формулу H2), а ионные связи - нет.