Все навколо вас утримується хімічними зв’язками. Від молекул, що складають ваше тіло, і солі, яку ви поклали на їжу, до стільця сидячи, ковалентні та іонні зв’язки утримують речовину разом у тих формах, з якими ми взаємодіємо щодня основою. Навчання про іонні та ковалентні зв’язки є важливою частиною будь-якого вступного курсу хімії та знаходження розбіжності між зв’язками дають змогу зрозуміти, чому різні матеріали поводяться та реагують по-різному шляхи. Тема проста, але вона відкриває двері для набагато глибшого розуміння навколишнього світу.
Визначені іонні та ковалентні зв’язки
Основні визначення іонного та ковалентного зв’язків допомагають зрозуміти, чому вони такі різні. Іонний зв’язок - це той, що утворюється між двома іонами з протилежними зарядами. Іон - це атом, який втратив або отримав електрон, тому він більше не є електрично нейтральним. Втрата електрона означає, що іон має більше протонів, ніж електрони, і має чистий позитивний заряд. Отримання електрона означає, що електронів більше, ніж протонів. Цей іон має негативний заряд.
Ковалентні зв’язки працюють по-різному. Валентність елемента говорить вам, скільки “просторів” є у зовнішній оболонці електронів для зв’язку з іншими елементами. При ковалентному зв’язку молекули утворені складовими атомами, що ділять електрони, так що вони обидва мають повновалентні (зовнішні) оболонки, але деякі електрони одночасно займають зовнішні оболонки обох елементів час.
Подібність між іонним та ковалентним зв’язками
Відмінності між зв’язками явно важливі, оскільки іонні та ковалентні сполуки працюють настільки по-різному, але є дивна кількість подібностей. Найбільш очевидна подібність полягає в тому, що результат однаковий: як іонний, так і ковалентний зв'язок призводять до створення стабільних молекул.
Реакції, що створюють іонні та ковалентні зв’язки, є екзотермічними, оскільки елементи зв’язуються між собою, щоб знизити свою потенційну енергію. За своєю природою цей процес виділяє енергію у вигляді тепла.
Хоча специфіка відрізняється, валентні електрони беруть участь в обох процесах зв’язку. Для іонного зв’язку валентні електрони отримують або втрачають, утворюючи заряджений іон, а при ковалентному зв’язку валентні електрони діляться безпосередньо.
Отримані молекули, утворені як іонним, так і ковалентним зв’язком, є електрично нейтральними. При ковалентному зв’язку це пов’язано з тим, що два електрично нейтральні компоненти з’єднуються, а в іонному зв’язку - це тому, що два заряди з’єднуються і анулюють один одного.
І іонний, і ковалентний зв’язки утворюються у фіксованих кількостях. Для іонних зв’язків фіксовані кількості іонів з’єднуються, утворюючи електрично нейтральне ціле із кількостями, що залежать від надмірних зарядів на конкретних задіяних іонах. При ковалентному зв’язку вони зв’язуються відповідно до кількості електронів, яку їм потрібно поділити, щоб заповнити свої валентні оболонки.
Відмінності між іонним та ковалентним зв’язками
Розбіжності між зв’язками легше помітити, але вони так само важливі, якщо ви намагаєтеся зрозуміти хімічний зв’язок. Найбільш очевидна різниця полягає в способі формування облігацій. Однак є ще кілька відмінностей, які так само важливі.
Окремі компоненти ковалентно зв’язаної молекули є електрично нейтральними, тоді як в іонному зв’язку обидва вони заряджені. Це має важливі наслідки, коли вони розчиняються у розчиннику. Іонна сполука, як хлорид натрію (кухонна сіль), проводить електрику в розчиненому стані, оскільки компоненти заряджені, але окремі молекули, утворені ковалентним зв’язком, не проводять електрику, якщо вони не іонізовані через іншу реакція.
Ще одним наслідком різних стилів склеювання є легкість, з якою отримані матеріали розпадаються і плавляться. Ковалентний зв’язок утримує атоми разом у молекулах, але самі молекули лише слабо зв’язані між собою. В результаті молекули, ковалентно зв’язані, утворюють структури, які легше плавляться. Наприклад, вода ковалентно пов’язана, і лід тане при низькій температурі. Однак такий іонний матеріал, як сіль, має нижчу температуру плавлення, оскільки вся його структура складається з міцних іонних зв’язків.
Є багато інших відмінностей між облігаціями. Наприклад, молекули, що складають живі істоти, ковалентно зв’язані, і ковалентні зв’язки в природі частіше, ніж іонні зв’язки загалом. Через різницю в стилях зв’язку між атомами одного елемента можуть утворюватися ковалентні зв’язки (наприклад, газоподібний водень, який має формулу Н2), але іонні зв’язки не можуть.