Vazba mezi atomy je jedním ze základních pojmů chemie. Atomy se obvykle spojují do molekul a vytvářejí různé typy chemických vazeb. Iontová vazba a kovalentní vazba jsou dva hlavní typy vazeb v chemii. Jak ale pochopit, jaká souvislost je přítomna v konkrétní sloučenině?
Iontová vazba vzniká mezi atomy silně elektronegativních prvků a atomy slabě elektronegativních prvků. V iontové vazbě jeden atom dává elektrony jinému atomu, což vede k tvorbě kladně ionizovaných a záporně ionizovaných atomů. Záporně ionizované atomy tvoří anionty a kladně ionizované atomy tvoří kationty. Iontové náboje jsou charakterizovány silnou interakcí, která vede k vytvoření krystalové struktury.
Na druhou stranu kovalentní vazba vzniká mezi atomy, které mají relativně blízké hodnoty elektronegativity. V tomto typu vazby si atomy vyměňují páry elektronů, aby dosáhly stavu oktetu, to znamená, že zaplní svůj valenční obal. V důsledku výměny elektronů vznikají páry elektronů nazývané kovalentní vazby. Kovalentní vazby jsou obvykle charakterizovány nedostatkem náboje, atomy zůstávají neutrální a tvoří molekulu.
Hlavní znaky iontové vazby
Hlavní znaky iontové vazby jsou:
| Příznak | Popis |
|---|---|
| Elektronegativita | Rozdíl elektronegativity atomů tvořících vazbu by měl být větší než 1,7. |
| Vzdělávání iontů | V procesu tvorby iontové vazby, jeden z atomů dává elektrony druhému atomu a vytváří kladné a záporné ionty. |
| Elektrostatické interakce | Ionty s opačnými náboji jsou navzájem přitahovány silou elektrostatické interakce. |
| Krystalová struktura | Iontové sloučeniny tvoří krystalickou strukturu z pravidelně uspořádaných kladných a záporných iontů. |
| Rozpustnost | Iontové sloučeniny se obvykle dobře rozpouštějí ve vodě a jiných polárních rozpouštědlech. |
Hlavní znaky iontové vazby umožňují odlišit ji od kovalentní vazby, ke které dochází mezi atomy s bližšími hodnotami elektronegativity a v důsledku toho vznikají nepolární nebo polární molekuly.
Rozdíl elektronegativity prvků
V iontové vazbě je rozdíl elektronegativity mezi prvky významný. Jeden prvek, silně elektronegativní, odebírá elektrony jinému prvku, slabě elektronegativnímu. Výsledkem je kladný a záporný iont, který má protichůdné náboje a je k sobě přitahován silou elektrostatické přitažlivosti.
V kovalentní vazbě je rozdíl elektronegativity mezi prvky malý nebo žádný. V tomto typu vazby jsou elektrony mezi atomy rovnoměrně rozděleny a tvoří společné elektronické páry. Toto rozdělení elektronů umožňuje atomům dosáhnout nejstabilnějšího stavu. K tvorbě molekuly dochází díky interakcím těchto běžných elektronických párů a nábojů jader.
Rozdíl elektronegativity lze určit různými stupnicemi, jako je Paulingova stupnice nebo mallinsko-Oborinská stupnice. V mendělejevově tabulce jsou uvedeny hodnoty elektronegativity pro každý prvek.
Rozdíl elektronegativity prvků je tedy důležitým znakem, který odlišuje iontovou vazbu od kovalentní. Pokud je rozdíl elektronegativity mezi prvky látky větší než 1,7, pak je vazba iontová. Pokud je rozdíl elektronegativity mezi 0 a 1,7, pak je to kovalentní vazba.
Tvorba iontových krystalových mřížek
Při tvorbě iontové krystalové mřížky jsou ionty uspořádány v určitém pořadí a vytvářejí pravidelné struktury. Některé ionty zaujímají pozice kationtů, jiné anionty. Krystalová mřížka iontů má vysoký stupeň uspořádanosti a má charakteristické geometrické tvary.
Iontové krystalové mřížky mají řadu charakteristických vlastností. Jsou obvykle pevné, křehké a mají vysoký bod tání a varu. To je způsobeno silnými elektrostatickými interakcemi mezi ionty a jejich uspořádaným uspořádáním v mřížce.
Iontové krystalové mřížky mají dobrou vodivost elektrického proudu v roztaveném nebo rozpuštěném stavu, ale špatně vedou proud v pevném stavu. To je způsobeno skutečností, že v roztaveném nebo rozpuštěném stavu se ionty mohou volně pohybovat a umožňují průchod elektrického proudu. V pevném stavu se ionty již nemohou tak volně pohybovat.
Tvorba iontových krystalových mřížek je tedy důležitým znakem iontové vazby a způsobuje řadu charakteristických vlastností iontových sloučenin.
Vlastnosti iontových sloučenin. Elektrolyticita
Elektrolyticita znamená schopnost iontové sloučeniny vést elektrický proud. Iontové sloučeniny mají vysokou elektrolytičnost, protože ionty, které tvoří tyto sloučeniny, se mohou pohybovat v roztoku a vést elektrický proud.
Když se iontová sloučenina rozpustí ve vodě, její ionty se rozdělí a stanou se pohyblivými. Kationty a anionty se pohybují v roztoku a vytvářejí elektrický proud. Rozpouštění iontové sloučeniny ve vodě tedy vede k tvorbě elektrolytického roztoku.
Elektrolyty mohou být silné a slabé, v závislosti na stupni rozpustnosti iontové sloučeniny. Silné elektrolyty se v roztoku zcela disociují, to znamená, že všechny jejich ionty se stávají pohyblivými. Slabé elektrolyty se disociují pouze částečně, takže některé ionty zůstávají v nereaktivním stavu.
Elektrolytičnost iontových sloučenin je důležitá nejen v chemických reakcích, ale také v biologických procesech. Mnoho procesů v buňkách organismů je založeno na přenosu iontů přes buněčné membrány, ke kterému dochází díky elektrolytickým roztokům.
| Vlastnosti iontových sloučenin: | Elektrolyticita |
|---|---|
| Vodivost elektrického proudu v roztoku | Vysoká |
| Rozpustnost ve vodě | Obvykle vysoká |
| Částečná nebo úplná disociace v roztoku | Záleží na konkrétním spojení |
Hlavní příznaky kovalentní vazby
- Rovnoprávnost atomů: v kovalentní vazbě jsou elektrony společné pro oba atomy, což z nich činí rovnocenné účastníky chemické vazby.
- Společný elektronický pár: atomy v kovalentní vazbě sdílejí jeden nebo více párů elektronů, aby vytvořily společný elektronový mrak, který váže atomy.
- Tvorba molekuly: kovalentní vazba umožňuje atomům spojit se do molekul a vytvořit stabilní a přizpůsobené chemické sloučeniny.
- Síla spojení: kovalentní vazba je obvykle silná, protože atomy v celkovém elektronovém cloudu jsou drženy silnými coulombovými silami.
- Polarizace komunikace: kovalentní vazba může být polarizovaná, pokud jsou elektrony vodivosti více přitahovány jedním atomem a tvoří výraznější vazebný pól.
- Geometrie molekuly: vazby v kovalentních sloučeninách mohou tvořit různé geometrické konfigurace, v závislosti na počtu a typu vazeb.
Vzhledem k těmto základním znakům lze izolovat kovalentní vazbu a odlišit ji od jiných typů chemických vazeb.