Різниця між ковалентними, металевими та іонними зв’язками

• 2020

Ковалентний зв’язок відбувається між двома неметалами, металевий зв’язок відбувається між двома металами, а іонний зв’язок відбувається між металом і неметалом. Ковалентний зв’язок передбачає обмін електронами, тоді як металеві зв’язки мають сильні атракції, а іонні зв’язки передбачають передачу та прийняття електронів з валентної оболонки.

Властивість приєднання атома, щоб організувати себе в найбільш стійкій схемі, заповнивши орбіту їх самих зовнішніх електронів. Ця асоціація атомів утворює молекули, іони або кристали і називається хімічним зв’язком.

Існують дві категорії хімічного зв’язку за ознакою їх міцності, це первинні чи міцні зв’язки та вторинні чи слабкі зв’язки. Первинні зв’язки - це ковалентні, металеві та іонні зв’язки, тоді як вторинні зв’язки - це дипольно-дипольні взаємодії, водневі зв’язки тощо.

Після впровадження квантової механіки та електронів ідея хімічного зв’язку була висунута протягом 20 століття. З обговоренням хімічного зв’язку можна отримати знання про молекулу. Молекули є найменшою одиницею сполуки і надають інформацію щодо сполук.

На шляху виокремлення різниці між трьома типами облігацій ми розглянемо їх сутність за коротким описом.

Порівняльна діаграма

Визначення Ковалентні Облігації

Ковалентний зв’язок спостерігається в елементі, що лежить праворуч від періодичної таблиці, який є неметалами. Ковалентні зв’язки передбачають розподіл електронів між атомами. Спарювання спільного електрона виробляє нову орбіту навколо ядер обох атомів, що називаються молекулою.

Між двома ядрами атома існують сильні електростатичні атракціони, і зв’язок утворюється тоді, коли загальна енергія при зв'язуванні нижча за енергію, що була раніше як окремі атоми або електронегативні значення поблизу.

Ковалентні зв’язки також відомі як молекулярні зв’язки. Азот (N2), водень (H2), вода (H2O), аміак (NH3), хлор (Cl2), фтор (F2) - деякі приклади сполук, що мають ковалентні зв’язки. Ділення електронів дозволяє атомам отримати стійку конфігурацію зовнішньої електронної оболонки.

Існує два типи ковалентних зв’язків, полярні та неполярні . Цей поділ ґрунтується на електронегативності, оскільки у випадку неполярних зв’язків атоми ділять рівну кількість електронів, оскільки атоми однакові та мають різницю електронегативності менше 0, 4.

Наприклад, вода, що має формулу H2O, в цьому ковалентний зв’язок знаходиться між кожною молекулою водню та кисню, де між воднем та киснем діляться два електрони, по одному від кожного.

Як молекула водню, H2 містить два атома водню, які пов'язані ковалентним зв'язком з киснем. Це привабливі сили між атомами, що виникають на зовнішній найбільшій орбіті електронів.

Визначення металевих облігацій

Тип хімічного зв’язку, який утворюється між металами, металоїдами та сплавами. Зв'язок утворюється між позитивно зарядженими атомами, де поділ електронів відбувається в структурах катіонів. Вони вважаються хорошими провідниками тепла та електрики.

У цьому типі валентні електрони постійно переміщуються від одного атома до іншого, оскільки зовнішня оболонка електронів кожного атома металу перекриває сусідні атоми. Тож можна сказати, що в металі валентні електрони безперервно переміщуються незалежно від одного місця до іншого протягом усього простору.

Через наявність делокалізованих або вільноелектронних валентних електронів Пол Друде придумав назву « море електронів » у 1900 р. Різними характеристичними властивостями металів є; вони мають високу температуру плавлення та кипіння, вони ковкі та пластичні, хороші провідники електрики, міцні металеві зв’язки та низьку летючість.

Визначення іонних зв'язків

Іонні зв’язки визначаються як зв’язки між позитивним і негативним іоном, що мають сильну електростатичну силу притягання . Іонні зв’язки також називають електровалентними зв'язками. Атом, який набирає або втрачає один або кілька електронів, називається іоном. Атом, який втрачає електрони, досягає позитивного заряду і відомий як позитивний іон, тоді як атом, який набирає електрони, досягає негативного заряду і називається негативним іоном.

У цьому типі зв’язку позитивні іони притягуються до негативних іонів, а негативні йони - до позитивних іонів. Тож можна сказати, що протилежні іони притягують один одного і як іони відштовхуються. Тож протилежні іони притягують один одного і роблять іонний зв’язок завдяки наявності електростатичної сили притягання між іонами.

Метали на зовнішній найбільшій орбіті мають лише кілька електронів, тому, втрачаючи такі електрони, метал досягає благородної газової конфігурації і таким чином задовольняє правило октету. Але з іншого боку, валентна оболонка неметалів має лише 8 електронів і тому, приймаючи електрони, вони досягають конфігурації благородного газу. Загальний чистий заряд в іонному зв’язку повинен дорівнювати нулю . Прийняття або дарування електронів може бути більше 1, щоб задовольнити правило октету.

Візьмемо найпоширеніший приклад хлориду натрію (NaCl), де на зовнішній орбіті натрію є один електрон, тоді як хлор у самій зовнішній оболонці має сім електронів.

Отже, хлору потрібен лише один електрон, щоб виконати свій октет. Коли два атоми (Na і Cl) розташовуються близько один до одного, натрій передає хлор своєму електрону. Таким чином, втрачаючи один електрон, натрій стає позитивно зарядженим і, приймаючи один електрон, хлор стає негативно зарядженим і стає хлоридним іоном.

Ключові відмінності між ковалентними, металевими та іонними зв’язками

Нижче наведено моменти, які розрізняють між трьома типами міцних або первинних зв'язків:

1. Ковалентні зв’язки можна сказати, коли між двома позитивно зарядженими ядрами та спільною парою електронів існує сильна електростатична сила притягань. У той час як металічні зв’язки мають сильну електростатичну силу притягання між катіоном або атомами та делокалізованими електронами в геометричному розташуванні двох металів. Коли існує сильна електростатична сила тяжіння між катіоном та аніоном (двома протилежно зарядженими іонами) елементів, називається іонною зв'язком і утворюється між металом і неметалом.
2. Ковалентний зв’язок існує як тверді речовини, рідини та гази, металеві зв’язки та іонні зв’язки існують лише у твердому стані.
3. Ковалентні зв’язки відбуваються між двома неметалами, металеві зв’язки - між двома металами, тоді як іонні - між неметалевими та металевими.
4. Ковалентні зв’язки передбачають поділ електронів у валентній оболонці, металеві зв’язки - це потяг між делокалізованими електронами, що знаходяться у ґратах металів, а іонні зв’язки називають передачею та прийманням електронів з валентної оболонки.
5. Провідність низька в ковалентних та іонних зв’язках, хоча і висока в металевих зв’язках.
6. Ковалентні зв’язки не дуже жорсткі, хоча виняток становлять кремній, алмаз і вуглець, навіть металеві зв’язки не є твердими, але іонні зв’язки важкі через кристалічну природу.
7. Температури плавлення та кипіння ковалентного зв’язку низькі на відміну від металевих зв’язків та іонних зв’язків, які мають вищі.
8. Металеві зв’язки є ковкими та пластичними, тоді як ковалентні зв'язки та іонні зв’язки не ковкі та не пластичні.
9. Енергія зв’язку вища в ковалентних та іонних зв’язках, ніж у металевих зв’язків.
10. Прикладами ковалентних зв’язків є алмаз, вуглець, діоксид кремнію, водень, вода, азотний газ тощо, тоді як срібло, золото, нікель, мідь, залізо тощо є прикладами металевих зв'язків і NaCl, BeO, LiF тощо. є прикладами іонних зв’язків.

Подібність

• Всі вони мають електростатичну силу притягань, що робить зв’язки міцнішими.
• Вони з'єднують один атом з іншим.
• Зв'язок між атомами призводить до утворення стабільної сполуки.
• Всі три типи склеювання дають різні властивості, то вихідні елементи.

Висновок

У цьому змісті ми вивчали різні типи міцних зв’язків та їх різні властивості, за якими вони змінюються одна від одної. Хоча вони мають і певні подібності. Вивчення цих зв'язків є важливим для їх ідентифікації та може їх обережно використовувати та де потрібно.