Ομοιότητες και διαφορές μεταξύ ιοντικού και ομοιοπολικού
Τα πάντα γύρω σας συγκρατούνται με χημικούς δεσμούς. Από τα μόρια που συνθέτουν το σώμα σας και το αλάτι που βάζετε στο φαγητό σας μέχρι την καρέκλα στην οποία κάθεστε, οι ομοιοπολικοί και ιοντικοί δεσμοί συγκρατούν την ύλη μαζί με τις μορφές με τις οποίες αλληλεπιδρούμε σε καθημερινή βάση. Η εκμάθηση για τους ιοντικούς και ομοιοπολικούς δεσμούς είναι ένα σημαντικό μέρος οποιουδήποτε εισαγωγικού μαθήματος χημείας και η ανακάλυψη των διαφορών μεταξύ των δεσμών σας δίνει μια εικόνα για το γιατί διαφορετικά υλικά συμπεριφέρονται και αντιδρούν με διαφορετικούς τρόπους. Το θέμα είναι απλό, αλλά ανοίγει την πόρτα σε μια πολύ βαθύτερη κατανόηση του κόσμου γύρω σας.
Ορισμένοι ιονικοί δεσμοί και ομοιοπολικοί δεσμοί
Οι βασικοί ορισμοί του ιοντικού και του ομοιοπολικού δεσμού σας βοηθούν να κατανοήσετε γιατί είναι τόσο διαφορετικοί. Ένας ιοντικός δεσμός είναι αυτός που σχηματίζεται μεταξύ δύο ιόντων με αντίθετα φορτία. Ένα ιόν είναι ένα άτομο που έχει χάσει ή αποκτήσει ένα ηλεκτρόνιο, επομένως δεν είναι πλέον ηλεκτρικά ουδέτερο. Η απώλεια ενός ηλεκτρονίου σημαίνει ότι το ιόν έχει περισσότερα πρωτόνια από ηλεκτρόνια και έχει καθαρό θετικό φορτίο. Η απόκτηση ενός ηλεκτρονίου σημαίνει ότι υπάρχουν περισσότερα ηλεκτρόνια από πρωτόνια. Αυτό το ιόν έχει αρνητικό φορτίο.
Οι ομοιοπολικοί δεσμοί λειτουργούν διαφορετικά. Το σθένος ενός στοιχείου σας λέει πόσα «κενά» υπάρχουν στο εξωτερικό περίβλημα των ηλεκτρονίων για τη σύνδεση με άλλα στοιχεία. Στους ομοιοπολικούς δεσμούς, τα μόρια σχηματίζονται από τα συστατικά άτομα που μοιράζονται ηλεκτρόνια, έτσι ώστε και τα δύο να έχουν πλήρους σθένους (εξωτερικά) κελύφη, αλλά μερικά ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν τα εξωτερικά κελύφη και των δύο στοιχείων ταυτόχρονα.
Ομοιότητες μεταξύ ιοντικών και ομοιοπολικών δεσμών
Οι διαφορές μεταξύ των δεσμών είναι σαφώς σημαντικές επειδή οι ιοντικές και οι ομοιοπολικές ενώσεις λειτουργούν τόσο διαφορετικά, αλλά υπάρχει ένας εκπληκτικός αριθμός ομοιοτήτων. Η πιο προφανής ομοιότητα είναι ότι το αποτέλεσμα είναι το ίδιο:Τόσο ο ιοντικός όσο και ο ομοιοπολικός δεσμός οδηγούν στη δημιουργία σταθερών μορίων.
Οι αντιδράσεις που δημιουργούν ιοντικούς και ομοιοπολικούς δεσμούς είναι εξώθερμες επειδή τα στοιχεία συνδέονται μεταξύ τους για να μειώσουν τη δυναμική τους ενέργεια. Από τη φύση της, αυτή η διαδικασία απελευθερώνει ενέργεια με τη μορφή θερμότητας.
Αν και οι ιδιαιτερότητες διαφέρουν, τα ηλεκτρόνια σθένους εμπλέκονται και στις δύο διαδικασίες σύνδεσης. Για τους ιοντικούς δεσμούς, τα ηλεκτρόνια σθένους αποκτώνται ή χάνονται για να σχηματίσουν ένα φορτισμένο ιόν και στον ομοιοπολικό δεσμό, τα ηλεκτρόνια σθένους μοιράζονται απευθείας.
Τα προκύπτοντα μόρια που δημιουργούνται τόσο μέσω του ιοντικού όσο και του ομοιοπολικού δεσμού είναι ηλεκτρικά ουδέτερα. Στον ομοιοπολικό δεσμό, αυτό συμβαίνει επειδή δύο ηλεκτρικά ουδέτερα συστατικά ενώνονται, αλλά στον ιοντικό δεσμό, αυτό συμβαίνει επειδή τα δύο φορτία ενώνονται και ακυρώνονται το ένα το άλλο.
Τόσο οι ιοντικοί όσο και οι ομοιοπολικοί δεσμοί σχηματίζονται σε σταθερές ποσότητες. Για τους ιοντικούς δεσμούς, σταθερές ποσότητες ιόντων ενώνονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν ένα ηλεκτρικά ουδέτερο σύνολο με τις ποσότητες να εξαρτώνται από τα πλεονάζοντα φορτία στα συγκεκριμένα ιόντα. Στον ομοιοπολικό δεσμό, συνδέονται ανάλογα με τον αριθμό των ηλεκτρονίων που χρειάζονται να μοιραστούν για να γεμίσουν το κέλυφος σθένους.
Διαφορές μεταξύ ιοντικών και ομοιοπολικών δεσμών
Οι διαφορές μεταξύ των δεσμών είναι πιο εύκολο να εντοπιστούν, αλλά είναι εξίσου σημαντικές αν προσπαθείτε να κατανοήσετε τη χημική σύνδεση. Η πιο εμφανής διαφορά είναι ο τρόπος που σχηματίζονται οι δεσμοί. Ωστόσο, υπάρχουν πολλές άλλες διαφορές που είναι εξίσου σημαντικές.
Τα επιμέρους συστατικά ενός μορίου με ομοιοπολικό δεσμό είναι ηλεκτρικά ουδέτερα, ενώ στον ιοντικό δεσμό είναι και τα δύο φορτισμένα. Αυτό έχει σημαντικές συνέπειες όταν διαλύονται σε διαλύτη. Μια ιοντική ένωση όπως το χλωριούχο νάτριο (επιτραπέζιο αλάτι) άγει ηλεκτρισμό όταν διαλύεται επειδή τα συστατικά είναι φορτισμένα, αλλά μεμονωμένα μόρια που σχηματίζονται από ομοιοπολικούς δεσμούς δεν αγώγουν ηλεκτρισμό εκτός εάν ιονιστούν μέσω άλλης αντίδρασης.
Μια άλλη συνέπεια των διαφορετικών μορφών συγκόλλησης είναι η ευκολία με την οποία τα προκύπτοντα υλικά διασπώνται και λιώνουν. Ο ομοιοπολικός δεσμός συγκρατεί τα άτομα μαζί στα μόρια, αλλά τα ίδια τα μόρια συνδέονται μόνο ασθενώς μεταξύ τους. Ως αποτέλεσμα, τα μόρια με ομοιοπολικό δεσμό σχηματίζουν δομές που λιώνουν ευκολότερα. Για παράδειγμα, το νερό είναι ομοιοπολικός δεσμός και ο πάγος λιώνει σε χαμηλή θερμοκρασία. Ωστόσο, ένα ιοντικό υλικό όπως το αλάτι έχει χαμηλότερο σημείο τήξης επειδή ολόκληρη η δομή του αποτελείται από ισχυρούς ιοντικούς δεσμούς.
Υπάρχουν πολλές άλλες διαφορές μεταξύ των ομολόγων. Τα μόρια που αποτελούν τα ζωντανά όντα είναι ομοιοπολικά συνδεδεμένα, για παράδειγμα, και οι ομοιοπολικοί δεσμοί είναι πιο συνηθισμένοι στη φύση από τους ιοντικούς δεσμούς συνολικά. Λόγω της διαφοράς στα στυλ δεσμών, μπορούν να σχηματιστούν ομοιοπολικοί δεσμοί μεταξύ ατόμων του ίδιου στοιχείου (όπως το αέριο υδρογόνο, το οποίο έχει τον τύπο H2 ), αλλά οι ιοντικοί δεσμοί δεν μπορούν.
