Kovalentne side vs ioonne side
See võrdlus uurib kahte peamist keemilise sideme meetodit: kovalentset sidet, kus aatomid jagavad elektronpaare stabiilsuse saavutamiseks, ja ioonset sidet, kus aatomid kannavad elektrone üle elektrostaatilise tõmbejõu moodustamiseks. See toob esile erinevused moodustumise, füüsikaliste omaduste, juhtivuse ja sideme tugevuse osas.
Esiletused
- Kovalentsed sidemed hõlmavad elektronide jagamist, ioonsed sidemed aga nende ülekandmist.
- Ioonsed ühendid moodustavad kõrge sulamistemperatuuriga kristallvõresid; kovalentsed ühendid moodustavad eraldiseisvaid molekule madalama sulamistemperatuuriga.
- Ioonsed ained juhivad elektrit vedelal või lahustunud olekus; kovalentsed ained üldiselt mitte.
- Kovalentne side on süsinikupõhise elu ja orgaanilise keemia keskmes.
Mis on Kovalentne side?
Keemiline side, mis tekib siis, kui kahel aatomil on ühine või mitu elektronpaari.
- Esmane interaktsioon: elektronide jagamine
- Osalejad: tavaliselt mittemetallid + mittemetallid
- Saadud struktuur: diskreetsed molekulid või hiiglaslikud võrgustikud
- Toatemperatuuril olev olek: tahke, vedel või gaasiline
- Juhtivus: Üldiselt mittejuhtiv (isolaatorid)
Mis on Ioonne side?
Keemiline side, mis tekib vastaslaengutega ioonide vahelise elektrostaatilise tõmbejõu tagajärjel.
- Esmane interaktsioon: elektronide ülekanne
- Osalejad: tavaliselt metall + mittemetall
- Saadud struktuur: kristallvõre
- Olek toatemperatuuril: tahke
- Juhtivus: Juhtiv sula või lahustunud olekus
Võrdlustabel
| Funktsioon | Kovalentne side | Ioonne side |
|---|---|---|
| Elektronide käitumine | Elektronid jagatakse aatomite vahel | Elektronid kanduvad ühelt aatomilt teisele |
| Tüüpilised partnerid | Mittemetall ja mittemetall | Metall ja mittemetall |
| Sulamis-/keemistemperatuurid | Üldiselt madal (välja arvatud võrgu tahked osakesed) | Üldiselt kõrge |
| Struktuur | Kindel molekulaarne kuju | Kristallvõre (korduv 3D-muster) |
| Elektrijuhtivus | Halb (isolaatorid) | Hea vedelal või lahustunud kujul; halb tahkel kujul |
| Polaarsus | Madal kuni mõõdukas (polaarne või mittepolaarne) | Äärmuslik (kõrge polaarsusega) |
| Näited | Vesi (H2O), metaan (CH4) | Lauasool (NaCl), magneesiumoksiid (MgO) |
Üksikasjalik võrdlus
Moodustamismehhanism
Kovalentsed sidemed tekivad siis, kui kahe aatomi elektronegatiivsuse erinevus on väike, mistõttu nad jagavad valentselektrone oma väliskestade täitmiseks. Seevastu ioonsed sidemed tekivad siis, kui elektronegatiivsuse erinevus on suur, tavaliselt suurem kui 1,7 Paulingi skaalal. See suur erinevus põhjustab elektronegatiivsema aatomi poolt ühe elektroni teisest täielikult eemale tõmbamise, luues positiivseid ja negatiivseid ioone, mis üksteist ligi tõmbavad.
Füüsiline olek ja struktuur
Ioonsed ühendid eksisteerivad toatemperatuuril peaaegu alati tahkete kristallidena, kuna nende ioonid on lukustatud jäigasse, korduvasse võrestruktuuri, mida hoiavad koos tugevad elektrostaatilised jõud. Kovalentsed ühendid moodustavad eraldiseisvaid molekule, mis interakteeruvad üksteisega nõrgemalt, mis tähendab, et nad võivad toatemperatuuril esineda gaaside, vedelike või pehmete tahkete ainetena. Siiski moodustavad mõned kovalentsed ained, näiteks teemant või kvarts, hiiglaslikke võrgustikutahkiseid, mis on uskumatult kõvad.
Lahustuvus ja juhtivus
Ioonsed ühendid lahustuvad sageli vees; lahustumisel ioonid dissotsieeruvad ja liiguvad vabalt, võimaldades lahusel elektrit juhtida. Kovalentsete ühendite lahustuvus varieerub polaarsuse järgi („sarnane lahustub sarnane“), kuid üldiselt ei lagune nad ioonideks. Seetõttu ei juhi kovalentsed lahused tavaliselt elektrit hästi, kuna puuduvad laetud osakesed voolu kandmiseks.
Sideme tugevus ja energia
Tugevuse võrdlemine on keeruline, kuna see sõltub kontekstist. Molekulis olevad üksikud kovalentsed sidemed on äärmiselt tugevad ja nende keemiliseks purunemiseks on vaja märkimisväärset energiat. Kovalentsete molekulide *vahelised* jõud (molekulidevahelised jõud) on aga nõrgad, mistõttu on põhimaterjali lihtne sulatada. Ioonsed sidemed loovad kogu kristallis tohutu tõmbevõrgustiku, mille tulemuseks on väga kõrge võreenergia ja kõrged sulamistemperatuurid.
Plussid ja miinused
Kovalentne side
Eelised
- +Võimaldab keerulist molekulaarset mitmekesisust
- +Elu aluseks olevad struktuurid (DNA/valgud)
- +Madal energia oleku muutmiseks
- +loob painduvaid/pehmeid materjale
Kinnitatud
- −Kehvad elektrijuhid
- −Üldiselt madalam kuumakindlus
- −Paljud on tuleohtlikud/lenduvad
- −Lahustuvus varieerub suuresti
Ioonne side
Eelised
- +Väga kõrged sulamistemperatuurid
- +Suurepärased elektrolüüdid lahuses
- +Moodustab kõvasid, kristallilisi tahkeid aineid
- +Üldiselt mittelenduv
Kinnitatud
- −Habras ja murdumisohtlik
- −Sulatamiseks on vaja palju energiat
- −Isolaator tahkes olekus
- −Lahustub vees kergesti
Tavalised eksiarvamused
Sidemed on alati kas 100% ioonsed või 100% kovalentsed.
Sidemed eksisteerivad elektronegatiivsuse erinevustel põhinevas kontiinuumis. Enamik sidemeid on tegelikult "polaarsed kovalentsed", mis tähendab, et neil on mõlema omadused, kus elektronid on ühised, kuid tõmbuvad rohkem ühe aatomi poole.
Ioonsed sidemed on tugevamad kui kovalentsed sidemed.
See on eksitav. Kuigi ioonseid kristallvõresid on raske sulatada (mis viitab tugevusele), võivad üksikud kovalentsed sidemed (nagu need, mis hoiavad teemanti koos) olla tugevamad kui ioonsed külgetõmbejõud. See sõltub sellest, kas mõõdate molekuli purustamiseks või tahke aine sulatamiseks kuluvat energiat.
Ioonsed ühendid juhivad elektrit tahkes olekus.
Tahked ioonühendid on tegelikult isolaatorid, kuna nende ioonid on kristallvõres lukustatud. Ioonide juhtivuse tagamiseks tuleb need sulatada või lahustada vedelikus.
Kovalentsed sidemed tekivad ainult identsete aatomite vahel.
Kovalentsed sidemed tekivad sageli erinevate mittemetallide aatomite vahel (näiteks süsinik ja hapnik CO2-s). Kui aatomid on erinevad, on jaotus ebavõrdne, tekitades polaarse kovalentse sideme.
Sageli küsitud küsimused
Kuidas ma saan valemi järgi kindlaks teha, kas ühend on ioonne või kovalentne?
Kas kovalentsed sidemed lahustuvad vees?
Millisel sidemetüübil on kõrgem sulamistemperatuur?
Kas ühend võib sisaldada nii ioonseid kui ka kovalentseid sidemeid?
Miks on ioonsed ühendid haprad?
Mis on polaarne kovalentne side?
Kas kõik kovalentsed ühendid on pehmed?
Milline sideme tüüp on inimkehas levinum?
Otsus
Nende sidemete erinevus selgitab aine põhikäitumist. Kovalentseid sidemeid kohtab peamiselt orgaanilises keemias, bioloogilistes molekulides nagu DNA ning igapäevastes gaasides ja vedelikes. Ioonne side on soolade, keraamika ja paljude mineraalide, mis vajavad suurt stabiilsust ja kristallilist struktuuri, määravaks omaduseks.
Seotud võrdlused
Aatomnumber vs massinumber
Aatomnumbri ja massinumbri erinevuse mõistmine on perioodilisustabeli omandamise esimene samm. Kui aatomnumber toimib unikaalse sõrmejäljena, mis määrab elemendi identiteedi, siis massinumber kajastab tuuma kogukaalu, võimaldades meil eristada sama elemendi erinevaid isotoope.
Acid vs Base
See võrdlus käsitleb keemias happeid ja aluseid, selgitades nende määratlevad tunnused, käitumist lahustes, füüsikalisi ja keemilisi omadusi, tavalisi näiteid ning kuidas nad erinevad igapäevaelus ja laboritingimustes, et selgitada nende rolli keemilistes reaktsioonides, indikaatorites, pH-tasemetes ja neutralisatsioonis.
Alifaatsed vs aromaatsed ühendid
See põhjalik juhend uurib alifaatsete ja aromaatsete süsivesinike, orgaanilise keemia kahe peamise haru, põhilisi erinevusi. Uurime nende struktuurilisi aluseid, keemilist reaktsioonivõimet ja mitmekesiseid tööstuslikke rakendusi, pakkudes selget raamistikku nende erinevate molekulaarklasside tuvastamiseks ja kasutamiseks teaduslikus ja kaubanduslikus kontekstis.
Alkaan vs alkeen
See võrdlus selgitab alkaanide ja alkeenide erinevusi orgaanilises keemias, käsitledes nende struktuuri, valemeid, reaktsioonivõimet, tüüpilisi reaktsioone, füüsikalisi omadusi ning tavapäraseid kasutusalasid, et näidata, kuidas süsinik-süsinik kaksikside olemasolu või puudumine mõjutab nende keemilist käitumist.
Aminohape vs valk
Kuigi aminohapped ja valgud on omavahel põhimõtteliselt seotud, esindavad nad bioloogilise ehituse erinevaid etappe. Aminohapped toimivad üksikute molekulaarsete ehitusplokkidena, samas kui valgud on keerulised funktsionaalsed struktuurid, mis tekivad siis, kui need üksused ühenduvad kindlates järjestustes, et anda jõudu peaaegu kõigile elusorganismi protsessidele.