Ключевое различие между ионными и ковалентными связями заключается в том, что ионные связи возникают между атомами, имеющими очень разные электроотрицательности, тогда как ковалентные связи возникают между атомами с одинаковыми или очень низкими различиями в электроотрицательности.
Как предложил американский химик Г. Н. Льюис, атомы стабильны, когда они содержат восемь электронов в своей валентной оболочке. Большинство атомов имеют менее восьми электронов в своих валентных оболочках (за исключением благородных газов в 18-й группе периодической таблицы); следовательно, они нестабильны. Эти атомы имеют тенденцию реагировать друг с другом, чтобы стать стабильными. Таким образом, каждый атом может достичь электронной конфигурации благородного газа. Ионные и ковалентные связи - это два основных типа химических связей, которые соединяют атомы в химическом соединении.
Что такое ионные связи?
Атомы могут приобретать или терять электроны и образовывать отрицательно или положительно заряженные частицы; которые мы называем ионами. Между ионами существует электростатическое взаимодействие. Ионная связь представляет собой силу притяжения между этими противоположно заряженными ионами. Электроотрицательность атомов в ионной связи в значительной степени влияет на силу электростатических взаимодействий между ионами.
Рисунок 01: Образование ионной связи между атомами натрия и хлора
Электроотрицательность - это измерение сродства атомов к электронам. Атом с высокой электроотрицательностью может притягивать электроны от атома с низкой электроотрицательностью, образуя ионную связь. Например, хлорид натрия имеет ионную связь между ионом натрия и ионом хлорида. Натрий - это металл, а хлор - неметалл; поэтому он имеет очень низкую электроотрицательность (0,9) по сравнению с хлором (3,0). Из-за этой разницы в электроотрицательности хлор может притягивать электрон от натрия и образовывать Cl–. В то же время натрий образует ионы Na+. Из-за этого оба атома приобретают стабильную электронную конфигурацию благородного газа. Cl– и Na+удерживаются вместе электростатическими силами притяжения, образуя ионную связь; Связь Na-Cl.
Что такое ковалентные связи?
Когда два атома, имеющие одинаковую или очень низкую разницу в электроотрицательности, реагируют вместе, они образуют ковалентную связь, разделяя электроны. Таким образом, оба атома могут получить электронную конфигурацию благородного газа, разделяя электроны. Молекула – продукт образования ковалентных связей между атомами. Например, атомы одного и того же элемента объединяются, образуя такие молекулы, как Cl2, H2 или P4, каждый атом связывается с другим посредством ковалентной связи.
Рисунок 02: Ковалентные связи между атомами углерода и водорода в молекуле метана
Молекула метана (CH4) также имеет ковалентные связи между атомами углерода и водорода; существует четыре ковалентных связи между одним центральным атомом углерода и четырьмя атомами водорода (четыре связи C-H). Метан является примером молекулы, имеющей ковалентные связи между атомами с очень низкой разницей в электроотрицательности.
В чем разница между ионными и ковалентными связями?
Ионные и ковалентные связи |
|
| Химическая связь между двумя атомами, вызванная электростатической силой между противоположно заряженными ионами в ионном соединении. | Химическая связь между двумя атомами или ионами, при которой электронные пары являются общими для них. |
| Число атомов | |
| Встречаются между металлами и неметаллами. | Чаще всего возникает между двумя неметаллами. |
| Число Электронов | |
| Происходит полный перенос электронов. | Происходит, когда два (или более) элемента имеют общие электроны. |
| Соединения | |
| Обычно представляют собой кристаллы, в которых несколько положительно заряженных ионов окружают отрицательно заряженный ион. | Атомы, связанные ковалентными связями, существуют в виде молекул, которые при комнатной температуре в основном существуют в виде газов или жидкостей. |
| Полярность | |
| Ионные связи имеют высокую полярность. | Ковалентные связи имеют низкую полярность. |
| Физические свойства | |
| Ионные соединения имеют очень высокие температуры плавления и кипения по сравнению с ковалентными молекулами. | Ковалентные молекулы имеют более низкие температуры плавления и кипения по сравнению с ионными соединениями. |
| Растворимость в воде | |
| В полярных растворителях (таких как вода) ионные соединения растворяются с высвобождением ионов; такие растворы способны проводить электричество. | В полярных растворителях ковалентные молекулы растворяются незначительно; следовательно, эти растворы не способны проводить электричество. |
Резюме – Ионные и ковалентные связи
Ионные и ковалентные связи являются двумя основными типами химических связей, которые существуют в соединениях. Разница между ионной и ковалентной связью заключается в том, что ионные связи возникают между атомами, имеющими очень разные электроотрицательности, тогда как ковалентные связи возникают между атомами с одинаковыми или очень низкими различиями в электроотрицательности.
