ความเหมือนและความแตกต่างระหว่างอิออนและโควาเลนต์

ทุกสิ่งรอบตัวคุณยึดติดกันด้วยพันธะเคมี จากโมเลกุลที่ประกอบเป็นร่างกายของคุณและเกลือที่คุณใส่ในอาหารของคุณไปยังเก้าอี้คุณ พันธะโควาเลนต์และอิออนยึดเกาะกันในรูปแบบที่เราโต้ตอบกันในแต่ละวัน พื้นฐาน การเรียนรู้เกี่ยวกับพันธะไอออนิกและโควาเลนต์เป็นส่วนสำคัญของหลักสูตรเคมีเบื้องต้นและการค้นหา ความแตกต่างระหว่างพันธะจะช่วยให้คุณเข้าใจว่าทำไมวัสดุที่แตกต่างกันจึงมีพฤติกรรมและตอบสนองแตกต่างกัน in วิธี หัวข้อนี้เรียบง่าย แต่เปิดประตูสู่ความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับโลกรอบตัวคุณ

คำจำกัดความพื้นฐานของพันธะไอออนิกและพันธะโควาเลนต์ช่วยให้คุณเข้าใจว่าเหตุใดจึงแตกต่างกันมาก พันธะไอออนิกเป็นพันธะที่เกิดขึ้นระหว่างสองไอออนที่มีประจุตรงข้ามกัน ไอออนเป็นอะตอมที่สูญเสียหรือได้รับอิเล็กตรอน จึงไม่เป็นกลางทางไฟฟ้าอีกต่อไป การสูญเสียอิเล็กตรอนหมายความว่าไอออนมีโปรตอนมากกว่าอิเล็กตรอนและมีประจุบวกสุทธิ การได้รับอิเล็กตรอนหมายความว่ามีอิเล็กตรอนมากกว่าโปรตอน ไอออนนี้มีประจุลบ

พันธะโควาเลนต์ทำงานต่างกัน ความจุขององค์ประกอบบอกคุณว่ามี "ช่องว่าง" ในเปลือกนอกของอิเล็กตรอนจำนวนเท่าใดสำหรับพันธะกับองค์ประกอบอื่น ในพันธะโควาเลนต์ โมเลกุลจะถูกสร้างขึ้นโดยอะตอมที่เป็นส่วนประกอบซึ่งใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน ดังนั้นพวกมันทั้งสองจึงมี วาเลนซ์เต็ม (ชั้นนอก) แต่อิเล็กตรอนบางตัวครอบครองเปลือกนอกของธาตุทั้งสองอย่างเท่าเทียมกัน เวลา.

ความแตกต่างระหว่างพันธะมีความสำคัญอย่างชัดเจนเนื่องจากสารประกอบไอออนิกและโควาเลนต์ทำงานแตกต่างกันมาก แต่ก็มีความคล้ายคลึงกันเป็นจำนวนมาก ความคล้ายคลึงกันที่ชัดเจนที่สุดคือผลลัพธ์เหมือนกัน: ทั้งพันธะไอออนิกและโควาเลนต์นำไปสู่การสร้างโมเลกุลที่เสถียร

ปฏิกิริยาที่สร้างพันธะไอออนิกและโควาเลนต์เป็นปฏิกิริยาคายความร้อน เนื่องจากองค์ประกอบจะยึดติดกันเพื่อลดพลังงานศักย์ของพวกมัน โดยธรรมชาติแล้ว กระบวนการนี้จะปล่อยพลังงานออกมาในรูปของความร้อน

แม้ว่าข้อมูลเฉพาะจะแตกต่างกัน แต่วาเลนซ์อิเล็กตรอนก็มีส่วนเกี่ยวข้องกับกระบวนการพันธะทั้งสอง สำหรับพันธะไอออนิก เวเลนซ์อิเล็กตรอนจะได้รับหรือสูญเสียเพื่อสร้างไอออนที่มีประจุ และในพันธะโควาเลนต์ เวเลนซ์อิเล็กตรอนจะถูกแบ่งโดยตรง

โมเลกุลที่เกิดขึ้นจากพันธะไอออนิกและโควาเลนต์มีความเป็นกลางทางไฟฟ้า ในพันธะโควาเลนต์ นี่เป็นเพราะส่วนประกอบที่เป็นกลางทางไฟฟ้าสององค์ประกอบมารวมกัน แต่ในพันธะไอออนิก เป็นเพราะประจุทั้งสองมารวมกันและตัดกันออกจากกัน

ทั้งพันธะไอออนิกและโควาเลนต์เกิดขึ้นในปริมาณคงที่ สำหรับพันธะไอออนิก จำนวนไอออนคงที่จะรวมกันเพื่อสร้างส่วนที่เป็นกลางทางไฟฟ้าด้วยจำนวนที่ขึ้นอยู่กับประจุส่วนเกินของไอออนเฉพาะที่เกี่ยวข้อง ในพันธะโควาเลนต์ พวกมันจะพันธะตามจำนวนอิเล็กตรอนที่ต้องการแบ่งเพื่อเติมเปลือกเวเลนซ์ของพวกมัน

ความแตกต่างระหว่างพันธะจะมองเห็นได้ง่ายกว่า แต่ก็มีความสำคัญพอๆ กันหากคุณพยายามทำความเข้าใจพันธะเคมี ความแตกต่างที่ชัดเจนที่สุดคือวิธีการสร้างพันธะ อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่างอื่นๆ อีกหลายประการที่สำคัญไม่แพ้กัน

ส่วนประกอบแต่ละส่วนของโมเลกุลที่ถูกพันธะโควาเลนต์มีความเป็นกลางทางไฟฟ้า ในขณะที่พันธะไอออนิกจะมีประจุทั้งคู่ สิ่งนี้มีผลสำคัญเมื่อละลายในตัวทำละลาย สารประกอบไอออนิก เช่น โซเดียมคลอไรด์ (เกลือแกง) นำไฟฟ้าเมื่อละลายเนื่องจากส่วนประกอบมีประจุ แต่โมเลกุลแต่ละโมเลกุลที่เกิดจากพันธะโควาเลนต์จะไม่นำไฟฟ้าเว้นแต่จะถูกแตกตัวเป็นไอออนผ่านอีกตัวหนึ่ง ปฏิกิริยา.

ผลที่ตามมาอีกประการหนึ่งของรูปแบบการยึดเหนี่ยวที่แตกต่างกันคือความง่ายในการทำให้วัสดุแตกตัวและหลอมละลาย พันธะโควาเลนต์ยึดอะตอมไว้ด้วยกันในโมเลกุล แต่ตัวโมเลกุลเองนั้นถูกพันธะต่อกันเพียงเล็กน้อยเท่านั้น เป็นผลให้โมเลกุลที่ถูกพันธะโควาเลนต์สร้างโครงสร้างที่ละลายได้ง่ายขึ้น ตัวอย่างเช่น น้ำถูกพันธะโควาเลนต์และน้ำแข็งละลายที่อุณหภูมิต่ำ อย่างไรก็ตาม วัสดุไอออนิก เช่น เกลือ มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่า เนื่องจากโครงสร้างทั้งหมดประกอบด้วยพันธะไอออนิกที่แรง

มีความแตกต่างอื่น ๆ อีกมากมายระหว่างพันธบัตร โมเลกุลที่ประกอบเป็นสิ่งมีชีวิตนั้นถูกพันธะโควาเลนต์ ตัวอย่างเช่น และพันธะโควาเลนต์นั้นพบได้ทั่วไปในธรรมชาติมากกว่าพันธะไอออนิกโดยรวม เนื่องจากรูปแบบพันธะที่แตกต่างกัน พันธะโควาเลนต์สามารถก่อตัวขึ้นระหว่างอะตอมของธาตุเดียวกันได้ (เช่น ก๊าซไฮโดรเจนซึ่งมีสูตร H₂) แต่พันธะไอออนิกทำไม่ได้