Kluczowa różnica między wiązaniami jonowymi i kowalencyjnymi polega na tym, że wiązania jonowe występują między atomami o bardzo różnych elektroujemnościach, podczas gdy wiązania kowalencyjne występują między atomami o podobnych lub bardzo małych różnicach elektroujemności.
Jak zaproponował amerykański chemik G. N. Lewis zaproponował, że atomy są stabilne, gdy zawierają osiem elektronów w powłoce walencyjnej. Większość atomów ma mniej niż osiem elektronów w powłokach walencyjnych (z wyjątkiem gazów szlachetnych z grupy 18 układu okresowego); dlatego nie są stabilne. Te atomy mają tendencję do reagowania ze sobą, aby stać się stabilnymi. W ten sposób każdy atom może osiągnąć konfigurację elektronową gazu szlachetnego. Wiązania jonowe i kowalencyjne to dwa główne typy wiązań chemicznych, które łączą atomy w związku chemicznym.
Czym są wiązania jonowe?
Atomy mogą zyskiwać lub tracić elektrony i tworzyć ujemnie lub dodatnio naładowane cząstki; które nazywamy jonami. Między jonami występują oddziaływania elektrostatyczne. Wiązanie jonowe to siła przyciągania między tymi przeciwnie naładowanymi jonami. Elektroujemności atomów w wiązaniu jonowym w dużej mierze wpływają na siłę oddziaływań elektrostatycznych między jonami.
Rysunek 01: Tworzenie wiązania jonowego między atomami sodu i chloru
Elektroujemność jest miarą powinowactwa atomów do elektronów. Atom o wysokiej elektroujemności może przyciągać elektrony z atomu o niskiej elektroujemności, tworząc wiązanie jonowe. Na przykład chlorek sodu ma wiązanie jonowe między jonem sodu a jonem chlorku. Sód to metal, a chlor to niemetal; dlatego ma bardzo niską elektroujemność (0,9) w porównaniu z chlorem (3,0). Ze względu na tę różnicę elektroujemności, chlor może przyciągać elektron z sodu i tworzyć Cl– W tym samym czasie sód tworzy jony Na+. Dzięki temu oba atomy uzyskują stabilną konfigurację elektronową gazu szlachetnego. Cl– i Na+są utrzymywane razem przez przyciągające siły elektrostatyczne, tworząc w ten sposób wiązanie jonowe; Wiązanie Na-Cl.
Co to są wiązania kowalencyjne?
Gdy dwa atomy o podobnej lub bardzo małej różnicy elektroujemności reagują ze sobą, tworzą wiązanie kowalencyjne przez wspólne elektrony. W ten sposób oba atomy mogą uzyskać konfigurację elektronową gazu szlachetnego poprzez wspólne elektrony. Cząsteczka jest produktem powstającym w wyniku tworzenia wiązań kowalencyjnych między atomami. Na przykład atomy tego samego pierwiastka łączą się, tworząc cząsteczki takie jak Cl2, H2 lub P4, każdy atom łączy się z innym wiązaniem kowalencyjnym.
Rysunek 02: Wiązania kowalencyjne między atomami węgla i wodoru w cząsteczce metanu
Cząsteczka metanu (CH4) ma również wiązania kowalencyjne między atomami węgla i wodoru; istnieją cztery wiązania kowalencyjne między jednym centralnym atomem węgla a czterema atomami wodoru (cztery wiązania CH). Metan jest przykładem cząsteczki posiadającej wiązania kowalencyjne między atomami o bardzo małej różnicy elektroujemności.
Jaka jest różnica między wiązaniami jonowymi a kowalencyjnymi?
Jonowe a wiązania kowalencyjne |
|
| Łączenie chemiczne między dwoma atomami spowodowane siłą elektrostatyczną między przeciwnie naładowanymi jonami w związku jonowym. | Łączenie chemiczne między dwoma atomami lub jonami, w którym pary elektronów są między nimi współdzielone. |
| Liczba atomów | |
| Występują między metalami i niemetalami. | Najczęściej występuje między dwoma niemetalami. |
| Liczba elektronów | |
| Następuje całkowity transfer elektronów. | Występuje, gdy dwa (lub więcej) elementy mają wspólne elektrony. |
| Związki | |
| Zazwyczaj postrzegane jako kryształy, w których kilka dodatnio naładowanych jonów otacza ujemnie naładowany jon. | Atomy połączone wiązaniami kowalencyjnymi istnieją jako cząsteczki, które w temperaturze pokojowej występują głównie jako gazy lub ciecze. |
| Polarność | |
| Wiązania jonowe mają wysoką polaryzację. | Wiązania kowalencyjne mają niską polaryzację. |
| Właściwości fizyczne | |
| Związki jonowe mają bardzo wysokie temperatury topnienia i wrzenia w porównaniu z cząsteczkami kowalencyjnymi. | Cząsteczki kowalencyjne mają niskie temperatury topnienia i wrzenia w porównaniu ze związkami jonowymi. |
| Rozpuszczalność w wodzie | |
| W rozpuszczalnikach polarnych (takich jak woda) związki jonowe rozpuszczają uwalniające jony; takie rozwiązania są w stanie przewodzić prąd. | W rozpuszczalnikach polarnych cząsteczki kowalencyjne nie rozpuszczają się znacząco; stąd rozwiązania te nie są w stanie przewodzić prądu. |
Podsumowanie – wiązania jonowe kontra kowalencyjne
Wiązania jonowe i kowalencyjne to dwa główne typy wiązań chemicznych, które występują w związkach. Różnica między wiązaniem jonowym i kowalencyjnym polega na tym, że wiązania jonowe występują między atomami o bardzo różnych elektroujemnościach, podczas gdy wiązania kowalencyjne występują między atomami o podobnych lub bardzo małych różnicach elektroujemności.
