Способен ли металл образовывать как ионную так и ковалентную связь


Химические связи, подготовка к ЕГЭ по химии

Химическая связь - связь между атомами в молекуле или молекулярном соединении, возникающая в результате переноса электронов с одного атома на другой, либо обобществления электронов для обоих атомов.

Различают несколько типов химических связей: ковалентная, ионная, металлическая, водородная.

Ковалентная связь ( лат. со - совместно + valens - имеющий силу)

Ковалентная связь возникает между двумя атомами по обменному механизму (обобществление пары электронов) или донорно-акцепторному механизму (электронов донора и свободной орбитали акцептора).

Ковалентной связью соединены атомы в молекулах простых веществ (Cl 2, Br2, O2), органических веществ (C2H2), а также, в общем случае, между атомами неметалла и другого неметалла (NH3, H2O, HBr).

Если атомы, образующие ковалентную связь, имеют одинаковые значения электроотрицательности, то связь между ними называется ковалентной неполярной связью. В таких молекулах нет "полюса" - электронная плотность распределяется равномерно. Примеры: Cl2, O2, H2, N2, I2.

Если атомы, образующие ковалентную связь, имеют разные значения электроотрицательности, то связь между ними называется ковалентной полярной. В таких молекулах имеется "полюс" - электронная плотность смещена к более электроотрицательному элементу. Примеры: HCl, HBr, HI, NH3, H2O.

Ковалентная связь может быть образована по обменному механизму - обобществлению электронной пары. В таком случае каждый атом "одинаково" вкладывается создание связи. Например, два атома азота, образующие молекулу N2, отдают по 3 электрона с внешнего уровня для создания связи.

Существует донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи, при котором один атом выступает в качестве донора неподеленной электронной пары. Другой атом не тратит свои электроны, а только лишь предоставляет орбиталь (ячейку) для этой электронной пары.

Рекомендую выучить список веществ, образованных по донорно-акцепторному механизму:

  • NH4+ - в ионе аммония
  • NH4+Cl, NH4+Br - внутри иона аммония во всех его солях
  • NO3- - в нитрат ионе
  • KNO3, LiNO3 - внутри нитрат иона во всех нитратах
  • O3 - озон
  • H3O+ - ион гидроксония
  • CO - угарный газ
  • K[Al(OH)4], Na2[Zn(OH)4] - во всех комплексных солях есть хотя бы одна ковалентная связь, возникшая по донорно-акцепторному механизму
Ионная связь

Ионная связь - один из видов химической связи, в основе которого лежит электростатическое взаимодействие между противоположно заряженными ионами.

В наиболее частом случае ионная связь образуется между типичным металлом и типичным неметаллом. Примеры:

NaF, CaCl2, MgF2, Li2S, BaO, RbI.

Большой подсказкой служит таблица растворимости, ведь все соли имеют ионные связи: CaSO4, Na3PO4. Даже ион аммония не исключение, между катионом аммония и различными анионами образуются ионные связи, например в соединениях: NH4I, NH4NO3, (NH4)2SO4.

Часто в химии встречаются несколько связей внутри одной молекулы. Рассмотрим, например, фосфат аммония, обозначив тип каждой связи внутри этой молекулы.

Металлическая связь

Металлическая связь - вид химической связи удерживающая вместе атомы металла. Этот тип связи выделен отдельно, так как его отличием является наличие высокой концентрации в металлах электронов проводимости - "электронного газа". По природе металлическая связь близка к ковалентной.

"Облако" электронов в металлах способно приходить в движение под различным воздействием. Именно оно является причиной электропроводности металлов.

Водородная связь

Водородная связь - вид химической связи, образующийся между некоторыми молекулами, содержащими водород. Одна из наиболее частых ошибок считать, что в самом газе, водороде, имеются водородные связи - это вовсе не так.

Водородные связи возникают между атомом водорода и другим более электроотрицательным атомом (O, S, N, C).

Необходимо осознать самую важную деталь: водородные связи образуются между молекулами, а не внутри. Они имеются между молекулами:

  • H2O
  • NH3
  • HF
  • Органических спиртов: С2H5OH, C3H7OH
  • Органических кислот: CH3COOH, C2H5COOH

Отчасти за счет водородных связей наблюдается то самое исключение, связанное с усилением кислотных свойств в ряду галогеноводородных кислот: HF → HCl → HBr → HI. Фтор является самым ЭО-ым элементов, сильно притягивает к себе атом водорода другой молекулы, что снижает способность кислоты отщеплять водород и снижает ее силу.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Ионные и ковалентные связи - Chemistry LibreTexts

Существует много типов химических связей и сил, которые связывают молекулы вместе. Два основных типа связей характеризуются как ионные или ковалентные. При ионной связи атомы передают электроны друг другу. Для ионных связей требуется по крайней мере один донор электронов и один акцептор электронов. Напротив, атомы с одинаковой электроотрицательностью разделяют электроны в ковалентных связях, потому что ни один атом не привлекает или не отталкивает общие электроны.

Введение

Ионная связь - это полный перенос валентного электрона (ов) между атомами. Это тип химической связи, которая генерирует два противоположно заряженных иона. В ионных связях металл теряет электроны, чтобы стать положительно заряженным катионом, тогда как неметалл принимает эти электроны, чтобы стать отрицательно заряженным анионом. Ионные связи требуют донора электронов, часто металла, и акцептора электронов, неметалла.

Ионная связь наблюдается, потому что металлы имеют мало электронов на своих внешних орбиталях.Потеряв эти электроны, эти металлы могут достичь конфигурации благородного газа и соответствовать правилу октетов. Точно так же неметаллы, которые имеют около 8 электронов в валентных оболочках, имеют тенденцию легко принимать электроны для достижения конфигурации благородного газа. При ионном связывании более 1 электрона может быть передано или получено, чтобы удовлетворить правилу октетов. Заряды аниона и катиона соответствуют количеству переданных или полученных электронов. В ионных связях чистый заряд соединения должен быть равен нулю.

Эта молекула натрия отдает неподеленный электрон на своей валентной орбитали, чтобы получить октетную конфигурацию.Это создает положительно заряженный катион из-за потери электрона.

Этот атом хлора получает один электрон для достижения своей октетной конфигурации, которая создает отрицательно заряженный анион.

Прогнозируемая общая энергия процесса ионной связи, которая включает в себя энергию ионизации металла и сродство неметалла к электрону, обычно положительна, что указывает на эндотермический и неблагоприятный характер реакции. Однако эта реакция очень благоприятна из-за электростатического притяжения между частицами.На идеальном межатомном расстоянии притяжение между этими частицами высвобождает достаточно энергии для облегчения реакции. Большинство ионных соединений имеют тенденцию к диссоциации в полярных растворителях, потому что они часто полярны. Это явление связано с противоположными зарядами на каждом ионе.

Пример \ (\ PageIndex {1} \): хлоридные соли

В этом примере атом натрия отдает свой 1 валентный электрон атому хлора. Это создает катион натрия и анион хлора. Обратите внимание, что чистый заряд полученного соединения равен 0.

В этом примере атом магния отдает оба своих валентных электрона атомам хлора. Каждый атом хлора может принять только 1 электрон, прежде чем он сможет достичь своей конфигурации благородного газа; следовательно, 2 атома хлора необходимы, чтобы принять 2 электрона, подаренных магнием. Обратите внимание, что чистая стоимость соединения составляет 0.

Ковалентное связывание

Ковалентная связь - это обмен электронами между атомами. Этот тип связи происходит между двумя атомами одного и того же элемента или элементов, близких друг к другу в периодической таблице.Эта связь происходит прежде всего между неметаллами; однако это также можно наблюдать между неметаллами и металлами.

Если атомы имеют одинаковую электроотрицательность (такое же сродство к электронам), вероятнее всего возникнут ковалентные связи. Поскольку оба атома имеют одинаковое сродство к электронам и ни один из них не имеет тенденции отдавать их, они разделяют электроны, чтобы достичь октетной конфигурации и стать более стабильными. Кроме того, энергия ионизации атома слишком велика, а сродство атома к электрону слишком мало для возникновения ионной связи.Например: углерод не образует ионных связей, потому что имеет 4 валентных электрона, половину октета. Чтобы образовать ионные связи, молекулы углерода должны либо получить, либо потерять 4 электрона. Это крайне неблагоприятно; следовательно, молекулы углерода разделяют свои 4 валентных электрона через одинарные, двойные и тройные связи, так что каждый атом может достигать конфигурации благородного газа. Ковалентные связи включают взаимодействия сигма- и пи-орбиталей; следовательно, ковалентные связи приводят к образованию одинарных, двойных, тройных и четверных связей.

Пример \ (\ PageIndex {2} \): \ (PCl_3 \)

В этом примере атом фосфора делит свои три неспаренных электрона с тремя атомами хлора. В конечном продукте все четыре молекулы имеют 8 валентных электронов и удовлетворяют правилу октетов.

Связь в органической химии

Ионные и ковалентные связи - две крайности связывания. Полярная ковалентность - это промежуточный тип связи между двумя крайностями. Некоторые ионные связи имеют ковалентные характеристики, а некоторые ковалентные связи являются частично ионными.Например, большинство соединений на основе углерода ковалентно связаны, но также могут быть частично ионными. Полярность - это мера разделения зарядов в соединении. Полярность соединения зависит от симметрии соединения и различий в электроотрицательности между атомами. Полярность возникает, когда выталкивающие электроны элементы, расположенные в левой части таблицы Менделеева, обмениваются электронами с элементами, выталкивающими электроны, в правой части таблицы. Это создает спектр полярности, с ионной (полярной) на одном конце, ковалентной (неполярной) на другом и полярно-ковалентной в середине.

Обе эти связи важны в органической химии. Ионные связи важны, потому что они позволяют синтез определенных органических соединений. Ученые могут управлять ионными свойствами и этими взаимодействиями, чтобы формировать желаемые продукты. Ковалентные связи особенно важны, поскольку большинство молекул углерода взаимодействуют в первую очередь посредством ковалентных связей. Ковалентная связь позволяет молекулам делиться электронами с другими молекулами, создавая длинные цепочки соединений и делая жизнь более сложной.

Список литературы

  1. Фоллхардт, К. Питер К. и Нил Э. Шор. Структура и функции органической химии . Нью-Йорк: W. H. Freeman, 2007.
  2. .
  3. Петруччи, Ральф Х. Общая химия: принципы и современные приложения . Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Pearson Education, 2007.
  4. Браун, Теодор Л., Юджин Х. Лемей и Брюс Э. Бурстен. Химия: центральные науки . 6-е изд. Энглвудские скалы, Нью-Джерси: Прентис-Холл, 1994.

Проблемы

1. Являются ли эти соединения ионными или ковалентными?

2. В следующих реакциях укажите, связаны ли реагенты и продукты ионной или ковалентной связью.

а)

б) Уточнение: какова природа связи между натрием и амидом? Какая связь образуется между углеродной цепочкой аниона и натрием?

в)

Решения

  • 1) Слева направо: ковалентный, ионный, ионный, ковалентный, ковалентный, ковалентный, ионный.
  • 2a) Все продукты и реагенты ионные.
  • 2b) Слева направо: ковалентный, ионный, ионный, ковалентный, ионный, ковалентный, ковалентный, ионный.
  • 2c) Все продукты и реагенты ковалентны.
.

соединений с ионными и ковалентными связями

Нитрат натрия представляет собой соединение с ионными и ковалентными связями.

Некоторые химические соединения содержат как ионные, так и ковалентные связи. Это ионные соединения, содержащие многоатомные ионы. Часто соединение с обоими типами связей содержит металл, связанный с анионом ковалентно связанных неметаллов. Реже катион многоатомен. Катион - не всегда металл. Иногда неметаллы связываются с образованием катиона с достаточной разницей в электроотрицательности по сравнению с анионом, чтобы образовать ионную связь!

10 примеров соединений с ионными и ковалентными связями

Вот примеры соединений с ионными и ковалентными связями.Помните, что ионная связь возникает, когда один атом по существу отдает валентный электрон другому атому. Ковалентная связь включает атомы, разделяющие электроны. В чистых ковалентных связях это распределение равно. В полярных ковалентных связях электрон проводит больше времени с одним атомом, чем с другим.

  • KCN - цианид калия
  • NH 4 Cl - хлорид аммония
  • NaNO 3 - нитрат натрия
  • (NH 4 ) S - сульфид аммония
  • Ba (CN) 2 - цианид бария
  • CaCO 3 - карбонат кальция
  • KNO 2 - нитрит калия
  • K 2 SO 4 - сульфат калия
  • NaOH - гидроксид натрия
  • CsI 3 - иодид цезия

Для Например, в цианиде калия (KCN) углерод (C) и азот (N) являются неметаллами, поэтому они имеют ковалентную связь.Атом калия (K) - это металл, поэтому он связывается с неметаллическим анионом посредством ионной связи. Рентгеновская дифракция кристаллов KCN подтверждает это расположение. Ионы калия отделены от связанных ионов углерода и азота, которые образуют цианид-анион. Соединения с ионными и ковалентными связями образуют ионные кристаллы. Когда эти соединения плавятся или растворяются в воде, ионные связи разрываются, но ковалентные связи остаются нетронутыми. В расплавленном соединении катион и анион остаются притянутыми друг к другу, но недостаточными для организации кристалла.

Предсказание типа химической связи

Обычно все, что вам нужно сделать, чтобы предсказать тип химической связи между двумя атомами, - это сравнить их значения электроотрицательности.

  • Неполярная ковалентная связь - Если атомы идентичны, разницы в электроотрицательности нет, и связь ковалентная. Однако связь считается неполярной, если разница электроотрицательностей составляет менее 0,4
  • Полярная ковалентная связь - Разность электроотрицательностей составляет от 0.4 и 1.7. Это тип связи, образующейся между большинством неметаллов.
  • Ионная связь - разница электроотрицательностей больше 1,7.

Вы можете использовать таблицу, чтобы увидеть значения электроотрицательности атомов. Таблица отлично подходит для определения типа связи внутри катиона и аниона, когда встречаются многоатомные ионы.

Но как узнать, содержит ли соединение как ионные, так и ковалентные связи, просто взглянув на его химическую формулу? Во-первых, вам нужно знать, какие элементы являются металлами, а какие - неметаллами.Это довольно просто, поскольку единственные неметаллы сгруппированы в правой части периодической таблицы (группы неметаллов, галогенов и благородных газов). Совершенно очевидно, что соединение содержит обе связи, когда он имеет катион металла, связанный с анионом, который содержит только неметаллы. Кроме того, любое соединение, содержащее катион аммония (Nh5 + ), имеет как ионные, так и ковалентные связи. Атомы азота и водорода соединены ковалентными связями. Многоатомный катион очень электроположителен, поэтому он образует ионные связи с любым анионом.

Ссылки

  • Аткинс, Питер; Лоретта Джонс (1997). Химия: молекулы, материя и изменения. Нью-Йорк: W.H. Freeman & Co. ISBN 978-0-7167-3107-8.
  • ,
  • Лайдлер, К. Дж. (1993). Мир физической химии . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-855919-1.
  • Ленгмюр, Ирвинг (1919). «Расположение электронов в атомах и молекулах». Журнал Американского химического общества . 41 (6): 868–934. DOI: 10.1021 / ja02227a002
  • Льюис, Гилберт Н.(1916). «Атом и молекула». Журнал Американского химического общества . 38 (4): 772. DOI: 10.1021 / ja02261a002
  • Полинг, Линус (1960). T . Природа химической связи и структура молекул и кристаллов: Введение в современную структурную химию . Издательство Корнельского университета. ISBN 0-801-40333-2 doi: 10.1021 / ja01355a027

Связанные сообщения

.

Ковалентных облигаций против Ионных облигаций

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  1. Участники и авторства

Существует два типа атомных связей - ионные связи и ковалентные связи. Они различаются по своей структуре и свойствам.Ковалентные связи состоят из пар электронов, общих для двух атомов, и связывают атомы в фиксированной ориентации. Для их расщепления требуется относительно высокая энергия (50 - 200 ккал / моль). Могут ли два атома образовать ковалентную связь, зависит от их электроотрицательности, то есть от способности атома в молекуле притягивать электроны к себе. Если два атома значительно различаются по своей электроотрицательности - как натрий и хлорид, - тогда один из атомов потеряет свой электрон в пользу другого атома. В результате образуются положительно заряженный ион (катион) и отрицательно заряженный ион (анион).Связь между этими двумя ионами называется ионной связью.

Ковалентные связи Ионные связи
Состояние при комнатной температуре: Жидкость или газ Цельный
Полярность: Низкий Высокая
Образование: Ковалентная связь образуется между двумя неметаллами, имеющими схожую электроотрицательность.Ни один из атомов не достаточно силен, чтобы притягивать электроны друг к другу. Для стабилизации они делятся своими электронами с внешней молекулярной орбиты с другими Ионная связь образуется между металлом и неметаллом. Неметаллы (-ve-ион) «сильнее» металла (+ ve-ион) и могут очень легко получать электроны из металла. Эти два противоположных иона притягиваются друг к другу и образуют ионную связь.
Форма: Четкая форма Нет определенной формы
Температура плавления: низкий Высокая
Что это ?: Ковалентная связь - это форма химической связи между двумя неметаллическими атомами, которая характеризуется разделением пар электронов между атомами и другими ковалентными связями. Ионная связь, также известная как электровалентная связь, представляет собой тип связи, образованный электростатическим притяжением между противоположно заряженными ионами в химическом соединении. Такие связи возникают в основном между металлическим и неметаллическим атомами.
Температура кипения: Низкий Высокая
Примеры: Метан (CH 4 ), соляная кислота (HCl) Хлорид натрия (NaCl), серная кислота (H 2 SO 4 )
Происходит между: Два неметалла Один металлический и один неметаллический

Авторы и авторство

.

В чем разница между ковалентными и ионными связями?

Вы когда-нибудь сомневались, на свидании вы или нет? Допустим, вы находитесь в кафе-мороженом и делитесь молочным коктейлем с другим человеком, который вам очень нравится - один молочный коктейль, две соломинки. Каждый из вас потягивает шоколадный солод через свою соломинку, соприкасаясь головами.

Конечно, это дата - самая старая дата в книге. Назовем это ковалентным свиданием.

Но как насчет того, чтобы сидеть на скамейке и смотреть на закат с кем-то, к кому вы, несомненно, испытываете влечение.Один из вас ест яблоко, и внезапно поедатель яблок поворачивается к другому и говорит: «Я не могу закончить это - вы хотите?» а другой, голодный, говорит: «Я думал, ты никогда не спросишь!» и начинает есть яблоко, покрытое вертелом.

Возможно, это менее романтическое свидание, но по сути это свидание. Назовем это ионным свиданием.

У нас есть все, что есть здесь, в нашей вселенной - камни, воздух, трава, щенки, слизистые плесени - из-за тенденции атомов в нашей вселенной стремиться образовывать связи друг с другом - ходить на свидания, связывать свои вагоны к звездам друг друга.На самом деле атомы, как и люди, хотят расслабиться - работать как можно меньше. Объединение сил с другим атомом или молекулой часто может помочь расслабленному атому. Благодаря электростатической силе, посредством которой противоположные заряды (положительный и отрицательный) будут притягиваться друг к другу, в то время как одинаковые заряды (положительные и положительные или отрицательные и отрицательные) будут отталкиваться, отрицательно заряженные электроны одного атома всегда будут притягиваться к положительно заряженные протоны в ядре другого, и наоборот.

Следует отметить, что, поскольку атомы разных элементов более или менее подвержены стрессу, в зависимости от того, где они находятся в периодической таблице, атомы будут иметь разные потребности в партнерстве в зависимости от того, какой элемент они представляют. Следовательно, есть два разных типа связей, которые атомы могут образовывать в молекулы, и они очень похожи на два типа дат, описанных выше.

Объявление

Ковалентные облигации

Ковалентные связи образуются, когда неметаллы образуют соединения друг с другом, разделяя электроны между собой.Это работает лучше всего, когда рассматриваемые атомы имеют одинаковые значения электроотрицательности, то есть сила, с которой каждый из них притягивает другие атомы и удерживает общие электроны, примерно одинакова. Однако это не всегда так.

Возьмем, к примеру, самую известную ковалентную связь в истории, платонический идеал совместного свидания с молочным коктейлем: воду. Атом кислорода всегда будет рад поделиться своим молочным коктейлем с водородом - на самом деле двумя атомами водорода - потому что ему нужны два электрона во внешней электронной оболочке для достижения самого низкого, самого холодного энергетического состояния.Точно так же без кислорода водород просто блуждает, потеряв один-единственный электрон, чтобы согреться ночью. Таким образом, они объединяются, но отношения не равны - поскольку электроотрицательность кислорода значительно выше, чем у двух атомов водорода, атомы водорода с радостью делятся электронами с кислородом, но кислород - это тот, который использует электроны большую часть время. Это называется полярной ковалентной связью, потому что, хотя сама молекула нейтральна, электроны проводят так много времени, болтаясь вокруг кислорода, сторона с атомами водорода более положительная, а сторона с кислородом более отрицательная.

Объявление

Ионные связи

Ионные связи образуются, когда один ион - атом или молекула с чистым зарядом, положительным или отрицательным - находит другой ион с противоположным зарядом для связи, создавая в целом нейтральное ионное соединение. Металлы - это элементы, которые теряют электроны во время химических реакций, что приводит к образованию положительных ионов. Держать лишний электрон или четыре - это очень стресс, так же как стоять со слишком большим количеством сумок, набитых продуктами, и ждать, пока кто-то другой откроет дверь в квартиру.Полезно иметь возможность передать часть своего груза приятелю.

Например, если вы металлический, как атом натрия, сидящий с единственным одиноким электроном на внешней электронной оболочке, более стабильная и менее стрессовая ситуация будет включать в себя приближение к (неметаллическому) атому хлора через всю комнату, который не хватает только одного электрона, чтобы сделать его полностью счастливым, и вступает в брак по расчету, который мы называем поваренной солью (NaCl).

.

Смотрите также