Właściwości substancji o wiązaniu metalicznym i porównanie różnych typów wiązań

Ten rozdział koncentruje się na właściwościach substancji o wiązaniu metalicznym oraz przedstawia porównanie kluczowych cech związków o różnych typach wiązań.

Substancje o wiązaniu metalicznym charakteryzują się następującymi właściwościami:

• Doskonałe przewodnictwo prądu elektrycznego i ciepła
• Występowanie w stanie stałym w temperaturze pokojowej $z wyjątkiem rtęci$
• Kowalność i ciągliwość
• Nieprzezroczystość

Definition: Kowalność to zdolność metalu do odkształcania się pod wpływem uderzenia bez pękania, a ciągliwość to możliwość formowania metalu w cienkie druty.

Porównanie właściwości związków jonowych i kowalencyjnych:

1. Temperatura topnienia i wrzenia: Związki jonowe: wysokie $np. CaO: temp. topnienia 2630°C, temp. wrzenia 2850°C$ Związki kowalencyjne: niskie $np. H₂O: temp. topnienia 0°C, temp. wrzenia 100°C$
2. Stan skupienia: Związki jonowe: stałe $kryształy$ Związki kowalencyjne: stałe, ciekłe lub gazowe
3. Rozpuszczalność w wodzie: Związki jonowe: dobra Związki kowalencyjne niespolaryzowane: niska Związki kowalencyjne spolaryzowane: dobra
4. Przewodnictwo elektryczne: Związki jonowe: tak $w roztworze lub stanie stopionym$ Związki kowalencyjne: większość nie przewodzi
5. Przewodnictwo cieplne: Związki jonowe: tak Związki kowalencyjne: tylko niektóre

Highlight: Zrozumienie różnic w właściwościach związków o różnych typach wiązań jest kluczowe dla przewidywania ich zachowania w różnych warunkach i zastosowaniach.

Example: Chlorek sodu $NaCl$ jako przykład związku jonowego ma wysoką temperaturę topnienia $801°C$ i dobrze rozpuszcza się w wodzie, podczas gdy metan $CH₄$ jako związek kowalencyjny niespolaryzowany ma niską temperaturę topnienia $-182°C$ i słabo rozpuszcza się w wodzie.

Podsumowując, rodzaj wiązania chemicznego ma fundamentalny wpływ na właściwości związków chemicznych. Zrozumienie tych zależności jest niezbędne w chemii i ma szerokie zastosowanie w nauce i przemyśle.

Rodzaje wiązań chemicznych i ich wpływ na właściwości związków

Rozdział ten przedstawia szczegółową klasyfikację rodzajów wiązań chemicznych oraz ich wpływ na właściwości substancji. Omówione zostały trzy główne typy wiązań: kowalencyjne $niespolaryzowane i spolaryzowane$ oraz jonowe.

Wiązania kowalencyjne niespolaryzowane tworzą się między identycznymi atomami niemetali, jak na przykład w cząsteczkach wodoru $H₂$ czy tlenu $O₂$. Charakteryzują się one brakiem różnicy elektroujemności między atomami $Δel. = 0$.

Wiązania kowalencyjne spolaryzowane występują między różnymi atomami niemetali, na przykład w cząsteczkach chlorowodoru $HCl$ czy wody $H₂O$. W tych wiązaniach para elektronowa jest przesunięta w kierunku pierwiastka o większej elektroujemności, a różnica elektroujemności jest mniejsza niż 1,7.

Wiązania jonowe tworzą się między kationami metali i anionami niemetali, jak w przypadku chlorku sodu $NaCl$ czy tlenku glinu $Al₂O₃$. Różnica elektroujemności w tych wiązaniach jest równa lub większa niż 1,7.

Vocabulary: Elektroujemność - zdolność atomu do przyciągania elektronów w wiązaniu chemicznym.

Właściwości związków kowalencyjnych obejmują:

• Tworzenie kryształów cząsteczkowych lub kowalencyjnych w stanie stałym
• Brak przewodnictwa elektrycznego $z wyjątkiem grafitu$
• Rozpuszczalność w rozpuszczalnikach niepolarnych
• Brak dysocjacji
• Powolne reagowanie ze względu na mocne wiązania

Example: Siarka $S₈$ tworzy kryształy cząsteczkowe, podczas gdy krzem $Si$ tworzy kryształy kowalencyjne.

Związki z wiązaniami kowalencyjnymi spolaryzowanymi charakteryzują się:

• Tworzeniem kryształów kowalencyjnych
• Rozpuszczalnością w rozpuszczalnikach polarnych
• Możliwością dysocjacji $np. HCl$

Związki jonowe wykazują następujące właściwości:

• Tworzenie jonowych sieci krystalicznych
• Wysokie temperatury topnienia i wrzenia
• Brak przewodnictwa elektrycznego w stanie stałym, ale dobre przewodnictwo w stanie stopionym lub w roztworze
• Rozpuszczalność w rozpuszczalnikach polarnych
• Dysocjacja podczas rozpuszczania w wodzie
• Szybkie reakcje między jonami w roztworach wodnych

Highlight: Zrozumienie właściwości związków w zależności od rodzaju wiązań chemicznych jest kluczowe dla przewidywania ich zachowania w różnych warunkach.