Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

6.2: Порівняння іонних та молекулярних речовин

  • Page ID
    20585
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання
    • Знати фізичні властивості іонних і молекулярних речовин.

    Фізичний стан і властивості того чи іншого сполуки багато в чому залежать від типу хімічного зв'язку, яке воно проявляє. Молекулярні сполуки, які іноді називають

    (а) Позитивно і негативно заряджені іони в іонному твердому тілі, такому як хлорид натрію (NaCl), утримуються разом сильними електростатичними взаємодіями. (b) У цьому поданні упаковки молекул метану (CH4) у твердому метані, прототипному молекулярному твердому тілі, молекули метану утримуються разом у твердому тілі лише відносно слабкими міжмолекулярними силами, хоча атоми всередині кожної молекули метану утримуються міцними ковалентними зв'язками.

    ковалентні сполуки, проявляють широкий спектр фізичних властивостей завдяки різним типам міжмолекулярних атракціонів, таких як різні види полярних взаємодій. Точки плавлення та кипіння молекулярних сполук, як правило, досить низькі порівняно з точками іонних сполук. Це пояснюється тим, що енергія, необхідна для порушення міжмолекулярних сил між молекулами, набагато менше енергії, необхідної для розриву іонних зв'язків в кристалічному іонному з'єднанні (рис.\(\PageIndex{1}\)). Іонні тверді речовини зазвичай плавляться при високих температурах і кип'ятять при ще більш високих температурах. Наприклад, хлорид натрію плавиться при температурі 801 °С і кипить при 1413 °С. (Для порівняння, вода з молекулярною сполукою плавиться при 0 °С і кипить при 100 °С.). Розчинність у воді молекулярних сполук мінлива і залежить в першу чергу від типу задіяних міжмолекулярних сил.

    Рисунок \(\PageIndex{1}\)Взаємодії в іонних та ковалентних твердих тілах.

    Оскільки молекулярні сполуки складаються з нейтральних молекул, їх електропровідність, як правило, досить бідна, будь то в твердому чи рідкому стані. У твердій формі іонне з'єднання не є електропровідним, оскільки його іони не здатні протікати («електрика» - це потік заряджених частинок). При розплавленні, однак, він може проводити електрику, оскільки його іони здатні вільно переміщатися по рідині (рис.\(\PageIndex{2}\); Відео\(\PageIndex{1}\)).

    Рис. Хлорид\(\PageIndex{2}\) натрію плавиться при 801° C і проводить електрику при розплавленні. (кредит: модифікація роботи Марка Блейзера та Метта Еванса)
    На цьому малюнку зображені три фотографії, з'єднані стрілками, спрямованими вправо. Перший показує лампочку як частину складної установки лабораторного обладнання. Чи не горить лампочка. На другій фотографії зображені речовини, що нагріваються або підпалюються. Третій показує знову лампочку, яка горить.

    Провідність розплавленої солі

    Відео.\(\PageIndex{1}\) Подивіться це відео, щоб побачити суміш солей тануть і проводять електрику.

    Наведена нижче таблиця узагальнює деякі відмінності між іонними та молекулярними сполуками.
    Таблиця \(\PageIndex{1}\)порівняння іонних і молекулярних сполук
    \ (\ pageIndex {1}\) Порівняння іонних і молекулярних сполук» style="vertical-align:middle; "> Властивість Іонні сполуки молекулярні сполуки
    \ (\ pageIndex {1}\) Порівняння іонних і молекулярних сполук» style="vertical-align:middle; ">Тип елементів Металеві та неметалеві Лише неметали
    \ (\ pageIndex {1}\) Порівняння іонних і молекулярних сполук» style="vertical-align:middle; ">Склеювання Іонний - перенесення електрона (ів) між атомами Ковалентний - спільне використання пари (ів) електронів між атомами
    \ (\ pageIndex {1}\) Порівняння іонних і молекулярних сполук» style="vertical-align:middle; ">Представницька одиниця Формула одиниці Молекула
    \ (\ pageIndex {1}\) Порівняння іонних і молекулярних сполук» style="vertical-align:middle; ">Фізичний стан при кімнатній температурі Тверді Газ, рідина або тверда речовина
    \ (\ pageIndex {1}\) Порівняння іонних і молекулярних сполук» style="vertical-align:middle; ">Розчинність у воді Зазвичай висока Змінна
    \ (\ pageIndex {1}\) Порівняння іонних і молекулярних сполук» style="vertical-align:middle; ">Температура плавлення і кипіння Як правило, високий Як правило, низький
    \ (\ pageIndex {1}\) Порівняння іонних і молекулярних сполук» style="vertical-align:middle; ">Електропровідність Добре при розплавленні або в розчині Бідні

    Один тип молекулярної сполуки поводиться зовсім інакше, ніж описаний досі. Тверде тіло ковалентної мережі - це з'єднання, в якому всі атоми з'єднані один з одним ковалентними зв'язками. Алмаз повністю складається з атомів вуглецю, кожен з яких пов'язаний з чотирма іншими атомами вуглецю в чотиригранній геометрії. Плавлення твердого тіла ковалентної мережі не здійснюється шляхом подолання відносно слабких міжмолекулярних сил. Швидше за все, всі ковалентні зв'язки повинні бути розірвані - процес, який вимагає надзвичайно високих температур. Алмаз, по суті, зовсім не плавиться. Замість цього він випаровується до газу при температурі вище\(3500^\text{o} \text{C}\).

    Резюме

    • На фізичні властивості матеріалу впливають міжмолекулярні сили, що утримують молекули разом.
    • Іонні сполуки зазвичай утворюють тверді кристалічні тверді речовини з високою температурою плавлення. Ковалентні молекулярні сполуки, навпаки, складаються з дискретних молекул, утримуваних слабкими міжмолекулярними силами і можуть бути газами, рідинами або твердими речовинами при кімнатній температурі і тиску.
    • Іонні сполуки в розплавленому вигляді або в розчині можуть проводити електрику, тоді як молекулярні сполуки не..