Die Verbindung zwischen Atomen ist eines der Grundbegriffe der Chemie. Typischerweise werden Atome zu Molekülen kombiniert, um verschiedene Arten von chemischen Bindungen zu bilden. Ionenbindung und kovalente Bindung sind die beiden Haupttypen von Bindungen in der Chemie. Aber wie kann man verstehen, welche Verbindung in einer bestimmten Verbindung vorhanden ist?
Eine ionische Bindung entsteht zwischen den Atomen von stark elektronegativen Elementen und den Atomen von schwach elektronegativen Elementen. In einer Ionenbindung gibt ein Atom Elektronen an ein anderes Atom ab, was zur Bildung positiv ionisierter und negativ ionisierter Atome führt. Negativ ionisierte Atome bilden Anionen, während positiv ionisierte Atome Kationen bilden. Für die Ladungen von Ionen ist eine starke Wechselwirkung charakteristisch, die zur Bildung einer kristallinen Struktur führt.
Auf der anderen Seite entsteht eine kovalente Bindung zwischen Atomen, die vergleichsweise ähnliche Elektronegativitätswerte aufweisen. Bei dieser Art von Bindung tauschen Atome paarweise Elektronen aus, um einen Oktettzustand zu erreichen, dh ihre Valenzhülle zu füllen. Als Ergebnis des Elektronenaustausches entstehen Elektronenpaare, sogenannte kovalente Bindungen. Kovalente Bindungen sind typischerweise durch einen Mangel an Ladung gekennzeichnet, die Atome bleiben neutral und bilden ein Molekül.
Die Hauptzeichen der Ionenbindung
Die Hauptzeichen der Ionenbindung sind:
| Anzeichen | Die Beschreibung |
|---|---|
| Elektronegativität | Die Elektronegativitätsdifferenz der Atome, die die Bindung bilden, muss größer als 1,7 sein. |
| Bildung von Ionen | Bei der Bildung einer Ionenbindung gibt eines der Atome Elektronen an ein anderes Atom ab und bildet positive und negative Ionen. |
| elektrostatische Wechselwirkung | Ionen mit entgegengesetzten Ladungen werden durch die Kraft der elektrostatischen Wechselwirkung zueinander angezogen. |
| Kristallstruktur | Ionenverbindungen bilden eine kristalline Struktur aus regelmäßig angeordneten positiven und negativen Ionen. |
| Löslichkeit | Ionenverbindungen lösen sich normalerweise gut in Wasser und anderen polaren Lösungsmitteln auf. |
Die wichtigsten Merkmale der Ionenbindung ermöglichen es, sie von der kovalenten Bindung zu unterscheiden, die zwischen Atomen mit näheren Elektronegativitätswerten auftritt und als Ergebnis unpolare oder polare Moleküle entstehen.
Die Elektronegativitätsdifferenz der Elemente
In der Ionenbindung ist die Elektronegativitätsdifferenz zwischen den Elementen signifikant. Ein Element, das stark elektronegativ ist, nimmt Elektronen von einem anderen Element ab, das schwach elektronegativ ist. Als Ergebnis werden positive und negative Ionen gebildet, die entgegengesetzte Ladungen haben und durch die Kraft der elektrostatischen Anziehung aneinander angezogen werden.
In einer kovalenten Beziehung ist die Elektronegativitätsdifferenz zwischen den Elementen vernachlässigbar oder fehlt. Bei dieser Art von Bindung werden die Elektronen zwischen den Atomen gleichmäßig aufgeteilt und bilden gemeinsame elektronische Paare. Diese Trennung von Elektronen ermöglicht es den Atomen, den stabilsten Zustand zu erreichen. Die Molekülbildung erfolgt durch die Wechselwirkungen dieser gemeinsamen Elektronenpaare und Kernladungen.
Die Elektronegativitätsdifferenz kann durch verschiedene Skalen bestimmt werden, z. B. die Pauling-Skala oder die Mallin-Oborin-Skala. Die Mendelejew-Tabelle zeigt die Elektronegativitätswerte für jedes Element an.
Die Elektronegativitätsdifferenz der Elemente ist also ein wichtiges Merkmal, das eine ionische Bindung von einer kovalenten Bindung unterscheidet. Wenn die Elektronegativitätsdifferenz zwischen den Elementen einer Materie größer als 1,7 ist, ist die Bindung ionisch. Wenn die Elektronegativitätsdifferenz zwischen 0 und 1,7 liegt, handelt es sich um eine kovalente Bindung.
Bildung von ionischen Kristallgittern
Bei der Bildung eines Ionenkristallgitters werden die Ionen in einer bestimmten Reihenfolge angeordnet und bilden regelmäßige Strukturen. Einige Ionen nehmen die Position von Kationen ein, andere die von Anionen. Das Kristallgitter der Ionen weist eine hohe Ordnung auf und weist charakteristische geometrische Formen auf.
Ionische Kristallgitter haben eine Reihe charakteristischer Eigenschaften. Sie sind normalerweise hart, spröde und haben einen hohen Schmelzpunkt und einen hohen Siedepunkt. Dies liegt an starken elektrostatischen Wechselwirkungen zwischen Ionen und ihrer geordneten Anordnung im Gitter.
Ionische Kristallgitter haben eine gute Leitfähigkeit des elektrischen Stroms im geschmolzenen oder gelösten Zustand, leiten den Strom jedoch im festen Zustand nicht gut. Dies liegt daran, dass sich die Ionen im geschmolzenen oder gelösten Zustand frei bewegen können, um den Durchgang von elektrischem Strom sicherzustellen. Im festen Zustand können sich die Ionen nicht mehr so frei bewegen.
Somit ist die Bildung von Ionenkristallgittern ein wichtiges Merkmal der Ionenbindung und verursacht eine Reihe von charakteristischen Eigenschaften von ionischen Verbindungen.
Eigenschaften von Ionenverbindungen. Elektrolytisch
Elektrolytisch bedeutet die Fähigkeit einer Ionenverbindung, elektrischen Strom zu leiten. Ionische Verbindungen haben eine hohe Elektrolytivität, da die Ionen, die diese Verbindungen bilden, sich in der Lösung bewegen und einen elektrischen Strom leiten können.
Wenn sich eine Ionenverbindung in Wasser auflöst, trennen sich ihre Ionen und werden beweglich. Kationen und Anionen bewegen sich in der Lösung und erzeugen einen elektrischen Strom. Somit führt das Auflösen der Ionenverbindung in Wasser zur Bildung einer elektrolytischen Lösung.
Die Elektrolyte können stark und schwach sein, abhängig vom Löslichkeitsgrad der Ionenverbindung. Starke Elektrolyte dissoziieren vollständig in der Lösung, dh alle ihre Ionen werden beweglich. Schwache Elektrolyte dissoziieren nur teilweise und lassen einen Teil der Ionen in einem nicht reaktiven Zustand zurück.
Die Elektrolytivität von ionischen Verbindungen ist nicht nur in chemischen Reaktionen, sondern auch in biologischen Prozessen wichtig. Viele Prozesse in den Zellen von Organismen basieren auf der Übertragung von Ionen durch Zellmembranen, die durch elektrolytische Lösungen erfolgt.
| Eigenschaften von Ionenverbindungen: | Elektrolytisch |
|---|---|
| Leitfähigkeit des elektrischen Stroms in der Lösung | Hoehe |
| Wasserlöslichkeit | Normalerweise hoch |
| Teilweise oder vollständige Dissoziation in Lösung | Hängt von der spezifischen Verbindung ab |
Die Hauptzeichen einer kovalenten Verbindung
- Gleichheit von Atomen: in der kovalenten Bindung sind Elektronen beiden Atomen gemeinsam, was sie zu gleichberechtigten Teilnehmern der chemischen Bindung macht.
- Allgemeines elektronisches Paar: Atome in einer kovalenten Bindung teilen ein oder mehrere Elektronenpaare, um eine gemeinsame elektronische Wolke zu bilden, die die Atome bindet.
- Molekülbildung: Die kovalente Bindung ermöglicht es Atomen, sich zu Molekülen zu verbinden, um stabile und individuelle chemische Verbindungen zu bilden.
- Bindungskraft: die kovalente Bindung ist normalerweise stark, da die Atome in einer gemeinsamen Elektronenwolke durch starke Coulombkräfte gehalten werden.
- Polarisierung der Kommunikation: eine kovalente Bindung kann polarisiert werden, wenn die Leitfähigkeitselektronen von einem einzigen Atom stärker angezogen werden und einen ausgeprägteren Bindungspol bilden.
- Molekülgeometrie: verbindungen in kovalenten Verbindungen können je nach Anzahl und Art der Verbindungen unterschiedliche geometrische Konfigurationen bilden.
Angesichts dieser grundlegenden Merkmale ist es möglich, eine kovalente Bindung zu unterscheiden und sie von anderen Arten chemischer Bindungen zu unterscheiden.
