6.2: porównanie substancji jonowych i molekularnych

  • poznaj właściwości fizyczne substancji jonowych i molekularnych.

stan fizyczny i właściwości danego związku zależą w dużej mierze od rodzaju wiązania chemicznego, jakie wykazuje., Związki molekularne, czasami nazywane związki kowalencyjne, wykazują szeroki zakres właściwości fizycznych ze względu na różne rodzaje atrakcji międzycząsteczkowych, takich jak różne rodzaje oddziaływań polarnych. Temperatura topnienia i wrzenia związków molekularnych jest na ogół dość niska w porównaniu ze związkami jonowymi. Dzieje się tak, ponieważ energia potrzebna do zakłócenia sił międzycząsteczkowych między cząsteczkami jest znacznie mniejsza niż energia potrzebna do zerwania wiązań jonowych w krystalicznym związku jonowym (rysunek \(\PageIndex{1}\)) ., Jonowe ciała stałe zazwyczaj topią się w wysokich temperaturach i gotują w jeszcze wyższych temperaturach. Na przykład chlorek sodu topi się w temperaturze 801 °C i wrze w temperaturze 1413 °C.(Dla porównania, związek cząsteczkowy woda topi się w temperaturze 0 °C i wrze w temperaturze 100 °C). Rozpuszczalność w wodzie związków molekularnych jest zmienna i zależy przede wszystkim od rodzaju sił międzycząsteczkowych.

rysunek \(\PageIndex{1}\) interakcje w jonowych i kowalencyjnych ciałach stałych.,

(a) dodatnio i ujemnie naładowane jony w jonowym ciele stałym, takim jak

chlorek sodu (NaCl), są utrzymywane razem przez silne oddziaływania elektrostatyczne.

(b) w tej reprezentacji pakowania cząsteczek metanu (CH4) w stałym metanie,

prototypowym cząsteczkowym ciele stałym, cząsteczki metanu są trzymane razem

w ciele stałym tylko przez stosunkowo słabe siły międzycząsteczkowe, mimo że

Atomy w każdej cząsteczce metanu są trzymane razem przez silne wiązania kowalencyjne.,

ponieważ związki molekularne składają się z cząsteczek neutralnych, ich przewodność elektryczna jest na ogół dość słaba, zarówno w stanie stałym, jak i ciekłym. W postaci stałej związek jonowy nie jest przewodzący elektrycznie, ponieważ jego jony nie są w stanie płynąć („elektryczność” to przepływ naładowanych cząstek). Podczas stopienia może jednak przewodzić elektryczność, ponieważ jego jony są w stanie swobodnie poruszać się po cieczy (rysunek \(\PageIndex{2}\); wideo \(\PageIndex{1}\)).,

rysunek \(\PageIndex{2}\) chlorek sodu topi się w temperaturze 801 °C i przewodzi elektryczność po stopieniu. (źródło: modyfikacja pracy Marka Blasera i Matta Evansa)

przewodność stopionej soli

Wideo \(\PageIndex{1}\) obejrzyj ten film, aby zobaczyć mieszaninę soli topi się i przewodzi elektryczność.

poniższa tabela podsumowuje niektóre różnice między związkami jonowymi i molekularnymi.,

rozpuszczalność w wodzie Zwykle wysoka zmienna temperatury topnienia i wrzenia
ogólnie wysoka ogólnie niska przewodność elektryczna dobra podczas stopienia lub w roztworze poor

jeden rodzaj związku molekularnego zachowuje się zupełnie inaczej niż opisany do tej pory., Ciało stałe sieci kowalencyjnej jest związkiem, w którym wszystkie atomy są ze sobą połączone wiązaniami kowalencyjnymi. Diament składa się w całości z atomów węgla, z których każdy związany jest z czterema innymi atomami węgla w geometrii czworościennej. Topienie stałej sieci kowalencyjnej nie jest osiągane przez pokonanie stosunkowo słabych sił międzycząsteczkowych. Raczej wszystkie wiązania kowalencyjne muszą zostać zerwane, proces, który wymaga bardzo wysokich temperatur. Diament w rzeczywistości w ogóle się nie topi. Zamiast tego odparowuje do gazu w temperaturze powyżej \(3500^ \ text{o} \ text{C}\).,

podsumowanie

  • na właściwości fizyczne materiału wpływają siły międzycząsteczkowe trzymające cząsteczki razem.
  • związki jonowe zwykle tworzą twarde krystaliczne ciała stałe o wysokich temperaturach topnienia. Kowalencyjne związki molekularne, w przeciwieństwie, składają się z dyskretnych cząsteczek utrzymywanych razem przez słabe siły międzycząsteczkowe i mogą być gazami, cieczami lub ciałami stałymi w temperaturze pokojowej i ciśnieniu.
  • związki jonowe w postaci stopionej lub w roztworze mogą przewodzić elektryczność, podczas gdy związki molekularne nie..,

współpracownicy

  • Marisa Alviar-Agnew (Sacramento City College)

  • Paul Flowers (University of North Carolina – Pembroke), Klaus Theopold (University of Delaware) i Richard Langley (Stephen F. Austin State University). Zawartość podręczników wyprodukowanych przez OpenStax College jest licencjonowana na licencji Creative Commons Attribution License 4.0 license. Pobierz za darmo na http://cnx.org/contents/85abf193-2bd…[email protected]).,

  • Fundacja CK-12 Sharon Bewick, Richard Parsons, Therese Forsythe, Shonna Robinson i Jean Dupon.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Przejdź do paska narzędzi