Vse okoli vas držijo kemične vezi. Od molekul, ki tvorijo vaše telo, in soli, ki jo daste na hrano, do stola, ki ste ga kovalentne in ionske vezi držijo snovi skupaj v oblikah, s katerimi vsakodnevno komuniciramo podlagi. Spoznavanje ionskih in kovalentnih vezi je pomemben del vsakega uvodnega tečaja kemije in ugotovitev Razlike med vezmi vam dajo vpogled v to, zakaj se različni materiali obnašajo in reagirajo različno načine. Tema je preprosta, vendar odpira vrata v veliko globlje razumevanje sveta okoli vas.
Določene ionske in kovalentne vezi
Osnovne definicije ionske in kovalentne vezi vam pomagajo razumeti, zakaj se tako razlikujejo. Ionska vez je tista, ki nastane med dvema ionoma z nasprotnima nabojema. Ion je atom, ki je izgubil ali pridobil elektron, zato ni več električno nevtralen. Izguba elektrona pomeni, da ima ion več protonov kot elektronov in ima neto pozitiven naboj. Pridobivanje elektrona pomeni, da je več elektronov kot protonov. Ta ion ima negativni naboj.
Kovalentne vezi delujejo drugače. Valenca elementa vam pove, koliko "prostorov" je v zunanji lupini elektronov za vezavo z drugimi elementi. Pri kovalentni vezi molekule tvorijo sestavni atomi, ki si delijo elektrone, tako da jih imata oba polnovalnostne (zunanje) lupine, vendar nekateri elektroni zasedajo zunanje lupine obeh elementov hkrati čas.
Podobnosti med ionskimi in kovalentnimi vezmi
Razlike med vezmi so očitno pomembne, ker ionske in kovalentne spojine delujejo tako različno, vendar obstaja presenetljivo veliko podobnosti. Najbolj očitna podobnost je, da je rezultat enak: tako ionska kot kovalentna vez vodi do ustvarjanja stabilnih molekul.
Reakcije, ki ustvarjajo ionske in kovalentne vezi, so eksotermne, ker se elementi povežejo, da znižajo svojo potencialno energijo. Po naravi ta proces sprošča energijo v obliki toplote.
Čeprav se značilnosti razlikujejo, so valentni elektroni vključeni v oba procesa vezi. Pri ionski vezi se valenčni elektroni pridobijo ali izgubijo, da tvorijo nabit ion, pri kovalentni vezi pa se valentni elektroni delijo neposredno.
Nastale molekule, ki nastanejo tako z ionsko kot s kovalentno vezjo, so električno nevtralne. Pri kovalentni vezavi je to zato, ker se dve električno nevtralni komponenti združita, pri ionski pa zato, ker se dva naboja med seboj združita in izničita.
Tako ionske kot kovalentne vezi se tvorijo v fiksnih količinah. Za ionske vezi se fiksne količine ionov povežejo in tvorijo električno nevtralno celoto s količinami, ki so odvisne od presežnih nabojev na določenih vključenih ionah. Pri kovalentni vezi se vežejo glede na število elektronov, ki jih morajo deliti, da napolnijo svoje valentne lupine.
Razlike med ionskimi in kovalentnimi vezmi
Razlike med obveznicami je lažje opaziti, vendar so prav tako pomembne, če poskušate razumeti kemijsko vez. Najbolj očitna razlika je v načinu oblikovanja obveznic. Vendar obstaja še nekaj drugih razlik, ki so prav tako pomembne.
Posamezne komponente kovalentno vezane molekule so električno nevtralne, medtem ko sta v ionski vezi obe nabiti. To ima pomembne posledice, ko se raztopijo v topilu. Ionska spojina, kot je natrijev klorid (kuhinjska sol), prevaja elektriko, ko se raztopi, ker so komponente napolnjene, vendar posamezne molekule, ki nastanejo s kovalentno vezjo, ne prevajajo električne energije, razen če so ionizirane skozi drugo reakcija.
Druga posledica različnih stilov lepljenja je enostavnost, da se nastali materiali ločijo in stopijo. Kovalentna vez drži atome skupaj v molekulah, same molekule pa so med seboj le šibko povezane. Posledično kovalentno vezane molekule tvorijo strukture, ki se lažje topijo. Na primer, voda je kovalentno vezana in led se topi pri nizki temperaturi. Vendar ima ionski material, kot je sol, nižje tališče, ker je celotna njegova struktura sestavljena iz močnih ionskih vezi.
Obstajajo številne druge razlike med obveznicami. Molekule, ki tvorijo živa bitja, so na primer kovalentno povezane in kovalentne vezi so v naravi bolj pogoste kot ionske vezi na splošno. Zaradi razlike v stilih vezi lahko med atomi istega elementa nastanejo kovalentne vezi (na primer plin vodik, ki ima formulo H2), vendar ionske vezi ne morejo.