Bu müqayisə kimyəvi rabitənin iki əsas üsulunu araşdırır: atomların sabitliyə nail olmaq üçün elektron cütlərini paylaşdığı kovalent rabitə və atomların elektrostatik cazibə qüvvələri yaratmaq üçün elektronları ötürdüyü ion rabitəsi. Bu müqayisə, əmələ gəlmə, fiziki xüsusiyyətlər, keçiricilik və rabitə möhkəmliyindəki fərqləri vurğulayır.
Seçilmişlər
Kovalent rabitələr elektronların paylaşılmasını, ion rabitələri isə onların ötürülməsini əhatə edir.
İon birləşmələri yüksək ərimə nöqtələrinə malik kristal qəfəslər əmələ gətirir; kovalent birləşmələr isə daha aşağı ərimə nöqtələrinə malik fərqli molekullar əmələ gətirir.
İon maddələr maye və ya həll olduqda elektrik cərəyanını keçirir; kovalent maddələr isə ümumiyyətlə keçirmir.
Kovalent rabitə karbon əsaslı həyat və üzvi kimya üçün əsasdır.
Kovalent Rabitə nədir?
İki atomun bir və ya daha çox elektron cütünü paylaşması zamanı əmələ gələn kimyəvi bir rabitə.
İlkin qarşılıqlı təsir: Elektron paylaşımı
İştirakçılar: adətən Qeyri-metal + Qeyri-metal
Nəticəvi Struktur: Diskret molekullar və ya nəhəng şəbəkələr
Otaq Temperaturunda Vəziyyət: Bərk, Maye və ya Qaz
Keçiricilik: Ümumiyyətlə keçirici olmayan (izolyatorlar)
İon Rabitəsi nədir?
Əks yüklü ionlar arasında elektrostatik cazibə qüvvəsi ilə əmələ gələn kimyəvi bağ.
İlkin qarşılıqlı təsir: Elektron ötürülməsi
İştirakçılar: adətən Metal + Qeyri-metal
Nəticəvi Quruluş: Kristal qəfəs
Otaq Temperaturunda Vəziyyət: Bərk
Keçiricilik: Əridilmiş və ya həll olunmuş halda keçiricilik
Müqayisə Cədvəli
Xüsusiyyət
Kovalent Rabitə
İon Rabitəsi
Elektron Davranışı
Elektronlar atomlar arasında paylaşılır
Elektronlar bir atomdan digərinə ötürülür
Tipik Tərəfdaşlar
Qeyri-metal və qeyri-metal
Metal və qeyri-metal
Ərimə/Qaynama Nöqtələri
Ümumiyyətlə aşağı (şəbəkə bərk maddələri istisna olmaqla)
Ümumiyyətlə yüksək
Quruluş
Müəyyən molekulyar forma
Kristal qəfəs (təkrarlanan 3D naxış)
Elektrik Keçiriciliyi
Zəif (İzolyatorlar)
Maye və ya həll olduqda yaxşıdır; bərk olduqda zəifdir
Qütblük
Aşağıdan orta səviyyəyə (Polar və ya Qeyri-polyar)
Həddindən artıq (Yüksək qütblü)
Nümunələr
Su (H2O), Metan (CH4)
Süfrə duzu (NaCl), Maqnezium oksidi (MgO)
Ətraflı Müqayisə
Formalaşma Mexanizmi
Kovalent rabitələr iki atom arasındakı elektronmənfilik fərqi kiçik olduqda yaranır və bu da onların xarici qabıqlarını doldurmaq üçün valent elektronlarını paylaşmasına səbəb olur. Bunun əksinə olaraq, ion rabitələri, adətən Paulinq şkalasında 1,7-dən çox olan böyük bir elektronmənfilik fərqi olduqda əmələ gəlir. Bu böyük fərq daha çox elektronmənfi atomun bir elektronu digərindən tamamilə çəkməsinə və bir-birini cəlb edən müsbət və mənfi ionların yaranmasına səbəb olur.
Fiziki Vəziyyət və Quruluş
İon birləşmələri, demək olar ki, həmişə otaq temperaturunda bərk kristallar şəklində mövcuddur, çünki onların ionları güclü elektrostatik qüvvələr tərəfindən bir-birinə bağlı olan sərt, təkrarlanan qəfəs quruluşuna kilidlənir. Kovalent birləşmələr bir-biri ilə daha zəif qarşılıqlı təsir göstərən fərqli molekullar əmələ gətirir, yəni onlar otaq temperaturunda qazlar, mayelər və ya yumşaq bərk maddələr kimi mövcud ola bilərlər. Lakin, almaz və ya kvars kimi bəzi kovalent maddələr inanılmaz dərəcədə sərt olan nəhəng şəbəkə bərk maddələri əmələ gətirir.
Həllolma və Keçiricilik
İon birləşmələri çox vaxt suda həll olur; həll olduqda, ionlar dissosiasiya olunur və sərbəst hərəkət edir və bu da məhlulun elektrik keçirməsinə imkan verir. Kovalent birləşmələr həll olma qabiliyyətinə görə polyarlıqlarına görə dəyişir ("bənzəri həll olur"), lakin ümumiyyətlə ionlara parçalanmırlar. Nəticə etibarilə, kovalent məhlullar adətən elektrik enerjisini yaxşı keçirmir, çünki cərəyanı daşıyan yüklü hissəciklər yoxdur.
İstiqraz Gücü və Enerjisi
Gücün müqayisəsi kontekstdən asılı olduğu üçün mürəkkəbdir. Molekul daxilindəki fərdi kovalent rabitələr olduqca güclüdür və kimyəvi cəhətdən qırılması üçün əhəmiyyətli enerji tələb olunur. Lakin, kovalent molekullar *arası* qüvvələr (molekullararası qüvvələr) zəifdir və bu da toplu materialın əriməsini asanlaşdırır. İon rabitələri bütün kristal boyunca kütləvi cazibə şəbəkəsi yaradır və nəticədə çox yüksək qəfəs enerjisi və yüksək ərimə nöqtələri yaranır.
Üstünlüklər və Eksikliklər
Kovalent Rabitə
Üstünlüklər
+Mürəkkəb molekulyar müxtəlifliyə imkan verir
+Həyatın əsasını təşkil edir (DNT/Zülallar)
+Vəziyyəti dəyişdirmək üçün aşağı enerji
+elastik/yumşaq materiallar yaradır
Saxlayıcı
−Zəif elektrik keçiriciləri
−Ümumiyyətlə daha aşağı istilik müqaviməti
−Bir çoxu alovlanan/uçucudur
−Həllolma qabiliyyəti çox dəyişir
İon Rabitəsi
Üstünlüklər
+Çox yüksək ərimə nöqtələri
+Məhluldakı əla elektrolitlər
+Sərt, kristal bərk maddələr əmələ gətirir
+Ümumiyyətlə dəyişkən deyil
Saxlayıcı
−Kövrək və sınıqlara meyllidir
−Ərimək üçün yüksək enerji tələb olunur
−Bərk olduqda izolyator
−Suda asanlıqla həll olur
Yaygın yanlış anlaşılmalar
Əfsanə
Rabitələr həmişə ya 100% ion, ya da 100% kovalent olur.
Həqiqət
Rabitə elektronmənfilik fərqlərinə əsaslanan kontinuum üzərində mövcuddur. Əksər rabitələr əslində "polyar kovalent"dir, yəni hər ikisinin xüsusiyyətlərinə malikdirlər, burada elektronlar ortaqdır, lakin bir atoma daha çox çəkilir.
Əfsanə
İon rabitələri kovalent rabitələrdən daha güclüdür.
Həqiqət
Bu, yanlışdır. İon kristal qəfəslərinin əriməsi çətin olsa da (bu, möhkəmliyi göstərir), fərdi kovalent rabitələr (məsələn, almazı bir yerdə saxlayanlar) ion cazibə qüvvələrindən daha güclü ola bilər. Bu, molekulu parçalamaq və ya bərk cismi əritmək üçün enerjini ölçməyinizdən asılıdır.
Əfsanə
İon birləşmələri bərk formada elektrik cərəyanını keçirir.
Həqiqət
Bərk ion birləşmələri əslində izolyatorlardır, çünki onların ionları kristal qəfəs daxilində yerində kilidlənir. Keçiricilik üçün ionları azad etmək üçün onlar mayedə əridilməli və ya həll olunmalıdır.
Əfsanə
Kovalent rabitələr yalnız eyni atomlar arasında əmələ gəlir.
Həqiqət
Kovalent rabitələr tez-tez müxtəlif qeyri-metal atomları (məsələn, CO2-dəki karbon və oksigen) arasında əmələ gəlir. Atomlar fərqli olduqda, paylaşma qeyri-bərabər olur və qütb kovalent rabitə yaradır.
Tez-tez verilən suallar
Formulaya baxaraq birləşmənin ion və ya kovalent olduğunu necə müəyyən edə bilərəm?
Ən sürətli üsul, iştirak edən elementlərin növlərini yoxlamaqdır. Əgər birləşmə metal və qeyri-metaldan (məsələn, NaCl) ibarətdirsə, çox güman ki, ionludur. Əgər tamamilə qeyri-metallardan (məsələn, CO2 və ya H2O) ibarətdirsə, demək olar ki, şübhəsiz ki, kovalentdir.
Kovalent rabitələr suda həll olurmu?
Bu, molekulun polyarlığından asılıdır. Şəkər və etanol kimi polyar kovalent birləşmələr su molekulları ilə qarşılıqlı təsir göstərdiyinə görə tez-tez suda yaxşı həll olur. Yağ və ya mum kimi qeyri-polyar kovalent birləşmələr suda həll olmur.
Hansı növ rabitənin ərimə nöqtəsi daha yüksəkdir?
İon birləşmələri, ümumiyyətlə, kovalent birləşmələrə nisbətən daha yüksək ərimə nöqtələrinə malikdir. Bunun səbəbi, ion bərk cismin əriməsi bütün qəfəs boyunca güclü elektrostatik cazibə qüvvələrini aradan qaldırmağı tələb etdiyi halda, kovalent maddənin əriməsi adətən yalnız ayrı-ayrı molekullar arasındakı zəif qüvvələri qırmağı tələb edir.
Bir birləşmədə həm ion, həm də kovalent rabitə ola bilərmi?
Bəli, bu, çoxatomlu ionları olan birləşmələrdə geniş yayılmışdır. Məsələn, Natrium Sulfatda (Na2SO4) sulfat ionunun (SO4) daxilindəki rabitələr kovalentdir, lakin natriumu sulfata tutan rabitə iondur.
İon birləşmələri niyə kövrəkdir?
İon bərk cisimlər kövrəkdir, çünki onların quruluşu dəyişkən yüklərdən ibarət sərt bir şəbəkədir. Kristala dəysəniz, təbəqələr elə yerdəyişir ki, oxşar yüklər (müsbətin yanında müsbət) hizalanır. Bu, kristalın parçalanmasına səbəb olan güclü itələmə qüvvəsi yaradır.
Qütb kovalent bağı nədir?
Qütb kovalent rabitə elektronların paylaşıldığı, lakin qeyri-bərabər olduğu aralıq vəziyyətdir. Bir atom elektronları digərindən daha çox çəkir və tam elektron ötürülməsi olmadan bir tərəfdə cüzi müsbət yük, digər tərəfdə isə cüzi mənfi yük yaradır.
Bütün kovalent birləşmələr yumşaqdırmı?
Xeyr. Bir çox kovalent molekulyar birləşmələr (məsələn, mum və ya su buzu) yumşaq olsa da, "kovalent şəbəkə bərk maddələri" olduqca sərtdir. Almazlar və kvars atomların davamlı nəhəng bir şəbəkədə kovalent şəkildə birləşdiyinə və onları Yer kürəsindəki ən sərt maddələrdən birinə çevirdiyinə nümunədir.
İnsan bədənində hansı bağ növü daha çox yayılmışdır?
Kovalent rabitələr bioloji sistemlərdə daha çox yayılmışdır. Onlar zülalların, DNT-nin, karbohidratların və lipidlərin sabit onurğasını təşkil edir. İon qarşılıqlı təsirləri də vacibdir, lakin onlar adətən əsas strukturu formalaşdırmaqdan daha çox siqnalizasiya və struktur qatlanmada rol oynayırlar.
Hökm
Bu rabitələr arasındakı fərq maddənin fundamental davranışını izah edir. Kovalent rabitə ilə əsasən üzvi kimyada, DNT kimi bioloji molekullarda və gündəlik istifadə olunan qazlarda və mayelərdə qarşılaşacaqsınız. İon rabitəsi duzların, keramikanın və yüksək sabitlik və kristal quruluş tələb edən bir çox mineralın müəyyənedici xüsusiyyətidir.