Joninis, kovalentinis ir metalinis ryšys

Cheminis ryšys sieja dalelių išsidėstymą su stabilumu

Cheminio ryšio modeliai aprašo, kaip sąveikos, kuriose dalyvauja branduoliai ir elektronai, padeda paaiškinti stabilų dalelių išsidėstymą ir savybes. Svarbi ir trauka, ir stūma. Stabilus išsidėstymas atspindi sąveikaujančios sistemos energiją esamomis sąlygomis, o ne tikslingą atomo norą tapti „laimingu“.

Joninis, kovalentinis ir metalinis ryšys – naudingos įvadinės kategorijos. Jos pabrėžia skirtingą elektronų pasiskirstymą ir sandaros ypatumus. Tikrasis ryšys gali jungti kelių kategorijų bruožus arba būti tarpinis tarp paprastų idealiųjų aprašymų. Naudokite modelį konkrečiam klausimui paaiškinti, o ne laikykite kategorijos pavadinimą išsamia mikroskopine teorija.

Joninės kietosios medžiagos sudaro ištisines struktūras

Įvadiniame joninio ryšio modelyje teigiamieji ir neigiamieji jonai sąveikauja elektrostatiškai. Kietąjį natrio chloridą sudaro ištisinė Na⁺ ir Cl⁻ jonų gardelė, kurioje bendras šių jonų santykis yra 1:1. Schema, kurioje vienas Na⁺ pavaizduotas šalia vieno Cl⁻, gali padėti patikrinti krūvį, tačiau neturėtų sudaryti įspūdžio, kad įprastą kristalą sudaro atskiros NaCl molekulės.

Jonų susidarymas ir jų susijungimas į kietąjį kūną apima skirtingus energijos indėlius. Vien elektronų perdavimo schema nėra išsamus joninio kristalo stabilumo paaiškinimas energijos požiūriu. Traukos sąveikos apima ir aplinkines daleles, tačiau svarbi ir stūma bei mažais atstumais pasireiškiantys reiškiniai. Šie indėliai išsamiau nagrinėjami vėlesniuose termodinamikos ir kietojo kūno skyriuose.

Dalijimasis elektronais ir delokalizuotų elektronų aprašymas

Kovalentinio ryšio aprašymas remiasi bendru elektronų tankiu, susijusiu su ryšį sudarančiais branduoliais. Viena ryšio linija Luiso formulėje įprastai žymi bendrą elektronų porą. Atskiros molekulės, pavyzdžiui, H₂O, yra gerai žinomi pavyzdžiai, tačiau kovalentiniai ryšiai gali sudaryti ir ištisinius tinklus. Žodis „kovalentinis“ savaime nereiškia, kad medžiagą sudaro mažos nepriklausomos molekulės.

Įvadinis metalinio ryšio modelis aprašo metalo branduolių ir vidinių sluoksnių elektronų sąveiką su valentiniais elektronais, delokalizuotais visoje išplėstinėje struktūroje. Elektronai nėra apriboti atskiromis pažymėtomis dviejų atomų poromis. Šis modelis padeda paaiškinti elektros laidumą ir kai kurias mechanines savybes, o išsamesniame aprašyme remiamasi elektronų energijos juostomis ir struktūra.

Laidumas priklauso nuo judrių krūvininkų

Kietoji joninė medžiaga įprastomis sąlygomis dažnai prastai praleidžia elektros srovę, nes jos jonų judėjimas yra gana ribotas. Tinkama išlydyta joninė medžiaga arba elektrolito tirpalas gali praleisti elektros srovę, nes įkrautos dalelės gali judėti. Svarbi fazė ir konkreti medžiaga; kai kuriose kietosiose medžiagose vyksta reikšminga jonų pernaša, todėl bendras teiginys „jokios kietosios medžiagos negali praleisti elektros srovės“ yra pernelyg platus.

Metalai paprastai praleidžia elektros srovę dėl judriųjų elektroninių būsenų. Molekulinės medžiagos gali silpnai praleisti elektros srovę, jei jose yra mažai judrių jonų ar elektronų, tačiau tirpimas arba reakcija gali pakeisti esančių dalelių rūšis. Ryšio tipo įvardijimas padeda nagrinėti savybes, tačiau nepakeičia duomenų apie fazę, sudėtį ir krūvininkų judrumą.

Išnagrinėti pavyzdžiai

Pabandykite patys

1. Ar įprastą kietąjį NaCl sudaro atskiros neutralios NaCl molekulės?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Ne.

   Jo formulė nurodo jonų santykį ištisinėje joninėje struktūroje.

2. Ar žodis „kovalentinis“ garantuoja, kad medžiagą sudaro mažos atskiros molekulės?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Ne.

   Kovalentiniai ryšiai taip pat gali sudaryti ištisinius tinklus.

3. Ar delokalizuoti metalo elektronai būtinai priskiriami pastovioms ryšį sudarančių atomų poroms?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Ne.

   Įvadiniame metalinio ryšio modelyje valentiniai elektronai ryšiuose dalyvauja visoje struktūroje.

4. Ar vien apibūdinimo „joninis“ pakanka, kad būtų galima numatyti vieną laidumo vertę visomis sąlygomis?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Ne.

   Fazė, krūvininkų judrumas, defektai ir konkreti medžiaga turi įtakos elektros srovės tekėjimui.

Ką verta įsidėmėti

• Cheminio ryšio modeliai paaiškina tam tikrus išsidėstymo būdus ir sąveikas.
• Joninio junginio formulė dažnai nusako erdvinės kietosios struktūros sudėtį.
• Kovalentinis ryšys gali susidaryti molekulėse ir tinklinėse struktūrose.
• Susiekite elektros srovės tekėjimą su esamais judriaisiais krūvininkais ir medžiagos faze.