Kluczowa różnica między wiązaniem wodorowym a wiązaniem jonowym polega na tym, że wiązanie jonowe istnieje między trwałymi anionami i kationami, podczas gdy wiązania wodorowe istnieją między częściowymi ładunkami dodatnimi i częściowymi ujemnymi.
Wiązania chemiczne utrzymują razem atomy i cząsteczki. Wiązania są ważne w określaniu chemicznego i fizycznego zachowania cząsteczek i atomów. Jak zaproponował amerykański chemik G. N. Lewis, 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 są jednym z takich wiązań chemicznych, które łączą atomy w związkach chemicznych. Wiązania wodorowe są przyciąganiami międzycząsteczkowymi między cząsteczkami.
Co to jest wiązanie wodorowe?
Gdy wodór jest przyłączony do elektroujemnego atomu, takiego jak fluor, tlen lub azot, tworzy wiązanie polarne. Ze względu na elektroujemność elektrony w wiązaniu są przyciągane bardziej do elektroujemnego atomu niż do atomu wodoru. Dlatego atom wodoru otrzyma częściowy ładunek dodatni, podczas gdy atom bardziej elektroujemny otrzyma częściowy ładunek ujemny. Kiedy dwie cząsteczki mające ten rozdział ładunku są blisko siebie, siła przyciągania wzrasta między wodorem a ujemnie naładowanym atomem. Nazywamy to wiązaniem wodorowym.
Wiązania wodorowe są stosunkowo silniejsze niż inne interakcje dipolowe i determinują zachowanie molekularne. Na przykład cząsteczki wody mają międzycząsteczkowe wiązania wodorowe. Jedna cząsteczka wody może tworzyć cztery wiązania wodorowe z inną cząsteczką wody. Ponieważ tlen ma dwie samotne pary, może tworzyć dwa wiązania wodorowe z dodatnio naładowanym wodorem. Następnie możemy nazwać dwie cząsteczki wody dimerem. Każda cząsteczka wody może wiązać się z czterema innymi cząsteczkami ze względu na zdolność wiązania wodorowego. Powoduje to wyższą temperaturę wrzenia wody, mimo że cząsteczka wody ma niską masę cząsteczkową. Dlatego energia potrzebna do zerwania wiązań wodorowych, gdy przechodzą one do fazy gazowej, jest wysoka.
Rysunek 01: Wiązania wodorowe między cząsteczkami wody
Ponadto wiązania wodorowe określają strukturę krystaliczną lodu. Unikalny układ kratek lodowych pomaga mu unosić się na wodzie; stąd ochrona życia wodnego w okresie zimowym. Poza tym wiązania wodorowe odgrywają istotną rolę w układach biologicznych. Trójwymiarowa struktura białek i DNA opiera się wyłącznie na wiązaniach wodorowych. Ponadto wiązania wodorowe mogą zostać zniszczone przez ogrzewanie i siły mechaniczne.
Co to jest wiązanie jonowe?
Atomy mogą zyskiwać lub tracić elektrony i tworzyć odpowiednio ujemnie lub dodatnio naładowane cząstki. Te cząstki nazywane są jonami. Między jonami występują oddziaływania elektrostatyczne. Wiązanie jonowe to siła przyciągania między tymi przeciwnie naładowanymi jonami. Na siłę oddziaływań elektrostatycznych duży wpływ mają wartości elektroujemności atomów w wiązaniu jonowym. Elektroujemność daje pomiar powinowactwa atomów do elektronów. Atom o wysokiej elektroujemności może przyciągać elektrony z atomu o niskiej elektroujemności, tworząc wiązanie jonowe.
Rysunek 02: Tworzenie wiązania jonowego w chlorku sodu
Na przykład chlorek sodu ma wiązanie jonowe między jonem sodu a jonem chlorku. Sód to metal; dlatego ma bardzo niską elektroujemność (0,9) w porównaniu z chlorem (3,0). Z powodu tej różnicy elektroujemności chlor może przyciągać elektron z sodu i tworzyć jony Cl- i Na+. Dzięki temu oba atomy uzyskują stabilną konfigurację elektronową gazu szlachetnego. Cl- i Na+ są utrzymywane razem przez bardzo silne przyciągające siły elektrostatyczne, tworząc w ten sposób wiązanie jonowe.
Jaka jest różnica między wiązaniem wodorowym a wiązaniem jonowym?
Wiązania wodorowe są przyciąganiem międzycząsteczkowym, podczas gdy wiązania jonowe są przyciągającymi siłami elektrostatycznymi. Kluczową różnicą między wiązaniem wodorowym a wiązaniem jonowym jest to, że wiązanie jonowe istnieje między trwałymi anionami i kationami, podczas gdy wiązania wodorowe istnieją między częściowymi ładunkami dodatnimi i częściowymi ujemnymi. Dodatkowo wiązania jonowe są silniejsze niż wiązania wodorowe.
Co więcej, wiązania wodorowe występują, gdy występuje atom wodoru i atom elektroujemny, podczas gdy wiązania jonowe występują między dowolnym atomem metalu i niemetalu. Jest to więc znacząca różnica między wiązaniem wodorowym a wiązaniem jonowym. Poza tym, kolejna różnica między wiązaniem wodorowym a wiązaniem jonowym polega na tym, że wiązania wodorowe są łatwe do zerwania, ponieważ są to międzycząsteczkowe lub wewnątrzcząsteczkowe siły przyciągania, ale wiązania jonowe są silnymi wiązaniami chemicznymi, które są trudne do zerwania.
Podsumowanie – wiązanie wodorowe i wiązanie jonowe
Wiązania jonowe występują w związkach jonowych. Wiązania wodorowe to wiązania międzycząsteczkowe. Kluczową różnicą między wiązaniem wodorowym a wiązaniem jonowym jest to, że wiązanie jonowe istnieje między trwałymi anionami i kationami, podczas gdy wiązania wodorowe istnieją między częściowymi ładunkami dodatnimi i częściowymi ujemnymi.
