Atomisidoksia on kahta tyyppiä - ioniset sidokset ja kovalenttiset sidokset. Ne eroavat rakenteeltaan ja ominaisuuksiltaan. Kovalenttiset sidokset koostuvat parista elektroneja, jotka jakavat kaksi atomia, ja sitovat atomit kiinteään suuntaan. Niiden rikkoutumiseen tarvitaan suhteellisen korkeita energioita (50 - 200 kcal / mol). Se, voivatko kaksi atomia muodostaa kovalenttisen sidoksen, riippuu niiden elektronegatiivisuudesta, ts. Molekyylin atomin voimakkuudesta houkutella elektroneja itseensä. Jos kaksi atomia eroavat huomattavasti elektronegatiivisuudestaan - kuten natrium ja kloridi tekevät -, niin yksi atomista menettää elektroninsa toiseen atomiin. Tämä johtaa positiivisesti varautuneeseen ioon (kationiin) ja negatiivisesti varautuneeseen ioon (anioniin). Näiden kahden ionin välistä sidosta kutsutaan an ionisidos.
Kovalenttiset sidokset | Ioniset siteet | |
---|---|---|
Vastakkaisuus | Matala | Korkea |
Muodostus | Kovalenttinen sidos muodostuu kahden ei-metallin välillä, joilla on samanlaiset elektronegatiivisuudet. Kumpikaan atomi ei ole "tarpeeksi vahva" houkutellakseen elektroneja toisistaan. Stabilointia varten ne jakavat elektronit ulkoisesta molekyylikiertoradasta toisten kanssa. | Ionisidos muodostetaan metallin ja ei-metallin väliin. Ei-metallit (-ve-ioni) ovat "vahvempia" kuin metalli (+ ve-ioni) ja voivat saada elektroneja helposti metallista. Nämä kaksi vastakkaista ionia houkuttelevat toisiaan ja muodostavat ionisen sidoksen. |
Muoto | Selkeä muoto | Ei selvää muotoa |
Mikä se on? | Kovalenttinen sitoutuminen on kahden ei-metallisen atomin välinen kemiallisen sidoksen muoto, jolle on ominaista elektroniparien jakaminen atomien ja muiden kovalenttisten sidosten välillä. | Ionisidos, joka tunnetaan myös nimellä elektrovalenttinen sidos, on eräänlainen sidos, joka muodostuu kemiallisen yhdisteen vastakkaisesti varautuneiden ionien välisestä sähköstaattisesta vetovoimasta. Tällaiset sidokset esiintyvät pääasiassa metallisen ja ei-metallisen atomin välillä. |
Sulamispiste | matala | Korkea |
esimerkit | Metaani (CH4), kloorivetyhappo (HCl) | Natriumkloridi (NaCl), rikkihappo (H2SO4) |
Tapahtuu välillä | Kaksi ei-metallia | Yksi metalli ja yksi ei-metalli |
Kiehumispiste | Matala | Korkea |
Tila huoneenlämmössä | Nestemäinen tai kaasumainen | vankka |
Kovalenttinen sidos muodostuu, kun kaksi atomia kykenevät jakamaan elektroneja, kun taas ioninen sidos muodostuu, kun "jakaminen" on niin epätasainen, että atomista A tuleva elektroni häviää kokonaan atomiin B, mikä johtaa ionien pariin.
Jokainen atomi koostuu protoneista, neutroneista ja elektroneista. Atomin keskellä neutronit ja protonit pysyvät yhdessä. Mutta elektronit pyörivät kiertoradalla keskuksen ympäri. Jokaisella näistä molekyylikiertoista voi olla tietty määrä elektronia stabiilin atomin muodostamiseksi. Mutta lukuun ottamatta inerttiä kaasua, tätä kokoonpanoa ei ole läsnä useimmissa atomissa. Joten atomin stabiloimiseksi jokainen atomi jakaa puolet elektronistaan.
Kovalenttinen sidos on kahden ei-metallisen atomin välinen kemiallisen sidoksen muoto, jolle on ominaista elektroniparien jakaminen atomien ja muiden kovalenttisten sidosten välillä. Ionisidos, joka tunnetaan myös nimellä elektrovalenttinen sidos, on eräänlainen sidos, joka muodostuu kemiallisen yhdisteen vastakkaisesti varautuneiden ionien välisestä sähköstaattisesta vetovoimasta. Tällaiset sidokset tapahtuvat pääasiassa metallisen ja ei-metallisen atomin välillä.
Kovalenttiset sidokset muodostuvat seurauksena yhden tai useamman sidoselektroni-parin jakautumisesta. Kahden sitoutuneen atomin elektronegatiivisuudet (elektronien houkuttelevuus) ovat joko yhtä suuret tai ero ei ole suurempi kuin 1,7. Niin kauan kuin sähkönegatiivisuusero ei ole suurempi kuin 1,7, atomit voivat jakaa vain sidoselektroneja.
Malli hiilen kaksois- ja yhdenkovalenttisista sidoksista bentseenirenkaassa.Tarkastellaan esimerkiksi metaanimolekyyliä, ts4. Hiilessä on 6 elektronia ja sen elektroninen kokoonpano on 1s22s22p2, ts. Sen ulkoradalla on 4 elektronia. Oktaatti-säännön mukaan (Siinä todetaan, että atomeilla on taipumus hankkia, menettää tai jakaa elektroneja siten, että jokaisella atomilla on täysi uloin energiataso, joka on tyypillisesti 8 elektronia.) Ollakseen vakaassa tilassa se tarvitsee vielä 4 muuta elektronia. Joten se muodostaa kovalenttisen sidoksen vedyn (1s1) kanssa ja jakamalla elektroneja vedyn kanssa, se muodostaa metaanin tai CH: n4.
Jos elektronegatiivisuusero on suurempi kuin 1,7, niin korkeammalla elektronegatiivisella atomilla on elektronien houkuttelevuus, joka on riittävän suuri pakottamaan elektronien siirron pienemmästä elektronegatiivisesta atomista. Tämä aiheuttaa ionisten sidosten muodostumisen.
Natrium ja kloori sitoutuvat ionisesti natriumkloridin muodostamiseksi.Esimerkiksi tavallisessa pöytäsuolassa (NaCl) yksittäiset atomit ovat natrium ja kloori. Kloorilla on seitsemän valenssielektronia ulommalla kiertoradallaan, mutta ollakseen vakaassa tilassa se tarvitsee kahdeksan elektronia ulommalla kiertoradallaan. Toisaalta natriumilla on yksi valenssielektroni ja se tarvitsee myös kahdeksan elektronia. Koska kloorilla on suuri sähkönegatiivisuus, 3,16 verrattuna natriumin 0,9 (joten ero niiden sähkönegatiivisuuden välillä on enemmän kuin 1,7), kloori voi helposti houkutella natriumin yhden valenssielektronin. Tällä tavalla ne muodostavat ionisen sidoksen ja jakavat toistensa elektronit ja molemmilla on 8 elektronia ulkokuoressaan.
Kovalenttisilla sidoksilla on selkeä ja ennustettava muoto ja niillä on alhaiset sulamis- ja kiehumispisteet. Ne voidaan helposti hajottaa sen päärakenteeseen, koska atomit ovat lähellä elektronien jakamista. Nämä ovat enimmäkseen kaasumaisia ja jopa pieni negatiivinen tai positiivinen varaus kovalenttisen sidoksen vastakkaisissa päissä antaa heille molekyylin polaarisuuden.
Ionisidokset muodostavat normaalisti kiteisiä yhdisteitä ja niiden sulamispisteet ja kiehumispisteet ovat korkeammat kuin kovalenttisissa yhdisteissä. Ne johtavat sähköä sulassa tai liuoksessa ja ovat erittäin polaarisia sidoksia. Suurin osa niistä liukenee veteen, mutta ei liukene ei-polaarisiin liuottimiin. Ne tarvitsevat paljon enemmän energiaa kuin kovalenttinen sidos katkaistakseen keskinäisen sidoksen.
Syy ionisten ja kovalenttisten sidosten sulamis- ja kiehumispisteiden erolle voidaan havainnollistaa esimerkillä NaCl (ioninen sidos) ja Cl2 (kovalenttisidos). Tämä esimerkki löytyy osoitteesta Cartage.org.