Všetko okolo vás drží pohromade chemické väzby. Od molekúl, z ktorých sa skladá vaše telo, a soli, ktorú si dávate do jedla, až po stoličku, ktorú ste sedenie, kovalentné a iónové väzby držia hmotu pohromade vo formách, s ktorými dennodenne interagujeme základe. Učenie sa o iónových a kovalentných väzbách je dôležitou súčasťou každého úvodného kurzu chémie a hľadania Ak zistíte rozdiely medzi väzbami, získate prehľad o tom, prečo sa rôzne materiály správajú a reagujú zreteľne spôsoby. Téma je jednoduchá, ale otvára dvere k oveľa hlbšiemu pochopeniu sveta okolo vás.
Definované iónové dlhopisy a kovalentné dlhopisy
Základné definície iónovej a kovalentnej väzby vám pomôžu pochopiť, prečo sú také odlišné. Iónová väzba je väzba vytvorená medzi dvoma iónmi s opačnými nábojmi. Ión je atóm, ktorý stratil alebo získal elektrón, takže už nie je elektricky neutrálny. Strata elektrónu znamená, že ión má viac protónov ako elektrónov a má čistý kladný náboj. Získanie elektrónu znamená, že existuje viac elektrónov ako protónov. Tento ión má negatívny náboj.
Kovalentné väzby fungujú inak. Valencia prvku hovorí, koľko „priestorov“ je vo vonkajšom obale elektrónov na spojenie s inými prvkami. Pri kovalentnej väzbe sú molekuly tvorené atómami, ktoré zdieľajú elektróny, takže ich majú obidve plné valenčné (vonkajšie) obaly, ale niektoré elektróny obsadzujú vonkajšie obaly obidvoch prvkov súčasne čas.
Podobnosti medzi iónovými a kovalentnými dlhopismi
Rozdiely medzi väzbami sú zjavne dôležité, pretože iónové a kovalentné zlúčeniny fungujú tak odlišne, existuje však prekvapivé množstvo podobností. Najjasnejšia podobnosť je, že výsledok je rovnaký: Iónová aj kovalentná väzba vedú k vytvoreniu stabilných molekúl.
Reakcie, ktoré vytvárajú iónové a kovalentné väzby, sú exotermické, pretože prvky sa spájajú, aby sa znížila ich potenciálna energia. Tento proces od prírody uvoľňuje energiu vo forme tepla.
Aj keď sa špecifiká líšia, valenčné elektróny sú zapojené do oboch procesov väzby. Pri iónovej väzbe sa valenčné elektróny získavajú alebo strácajú za vzniku nabitého iónu a pri kovalentnej väzbe sú valenčné elektróny zdieľané priamo.
Výsledné molekuly vytvorené iónovou aj kovalentnou väzbou sú elektricky neutrálne. Pri kovalentnej väzbe je to preto, lebo sa spoja dve elektricky neutrálne zložky, ale pri iónovej väzbe je to tak preto, lebo tieto dva náboje sa navzájom spájajú a rušia.
Iónové aj kovalentné väzby sa tvoria v stálych množstvách. Pre iónové väzby sa fixné množstvá iónov spoja a vytvoria elektricky neutrálny celok s množstvami v závislosti od prebytočných nábojov konkrétnych zapojených iónov. Pri kovalentnej väzbe sa viažu podľa počtu elektrónov, ktoré musia zdieľať, aby vyplnili svoje valenčné mušle.
Rozdiely medzi iónovými a kovalentnými dlhopismi
Rozdiely medzi väzbami sa dajú ľahšie zistiť, ale sú rovnako dôležité, ak sa snažíte porozumieť chemickým väzbám. Najviditeľnejším rozdielom je spôsob vytvárania väzieb. Existuje však aj niekoľko ďalších rozdielov, ktoré sú rovnako dôležité.
Jednotlivé zložky kovalentne viazanej molekuly sú elektricky neutrálne, zatiaľ čo v iónovej väzbe sú obidve nabité. To má dôležité dôsledky, keď sa rozpustia v rozpúšťadle. Iónová zlúčenina ako chlorid sodný (kuchynská soľ) vedie po rozpustení elektrinu, pretože sú nabité komponenty, ale jednotlivé molekuly vytvorené kovalentnou väzbou nevedú elektrinu, pokiaľ nie sú ionizované inou reakcia.
Ďalším dôsledkom rôznych štýlov spájania je ľahkosť, s akou sa výsledné materiály rozpadajú a topia. Kovalentná väzba drží atómy pohromade v molekulách, ale samotné molekuly sú navzájom spojené iba slabo. Výsledkom je, že kovalentne viazané molekuly vytvárajú štruktúry, ktoré sa ľahšie topia. Napríklad voda je kovalentne spojená a ľad sa topí pri nízkej teplote. Iónový materiál ako soľ má však nižšiu teplotu topenia, pretože celá jeho štruktúra je zložená zo silných iónových väzieb.
Existuje mnoho ďalších rozdielov medzi dlhopismi. Molekuly, ktoré tvoria živé bytosti, sú napríklad kovalentne viazané a kovalentné väzby sú v prírode bežnejšie ako celkovo iónové väzby. Kvôli rozdielom v štýloch väzieb sa môžu medzi atómami rovnakého prvku (ako je plynný vodík, ktorý má vzorec H, vytvárať kovalentné väzby).2), ale iónové väzby nemôžu.