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Grundsätzlich gibt es in der Natur drei Arten von chemischen Bindungen, die Atome, Moleküle und Ionen zusammenhalten. Dies sind die ionische Bindung, die kovalente Bindung und die metallische Bindung. Von den dreien sind ionische und kovalente Bindungen die häufigsten und für die Existenz praktisch aller uns bekannten organischen und anorganischen Substanzen verantwortlich.
Diese beiden Bindungen sind sehr unterschiedlich und führen zu ionischen Verbindungen oder Substanzen und zu kovalenten Verbindungen oder Substanzen, die eine Reihe deutlich unterschiedlicher Charakteristika und Eigenschaften aufweisen.
Später werden wir die ionische Bindung mit der kovalenten Bindung vergleichen und die wichtigsten Unterschiede zwischen diesen beiden Arten von Bindungen und den chemischen Substanzen hervorheben, die sie besitzen. Bevor wir jedoch zu diesem Punkt kommen und um ihn besser zu verstehen, ist es notwendig zu verstehen, warum sich Atome miteinander verbinden und was die Art der Bindung bestimmt, die zwischen zwei Atomen auftritt.
Warum verbinden sich Atome miteinander?
Die Existenz der chemischen Bindung hat mit der Stabilität der Atome und insbesondere mit ihrer elektronischen Konfiguration zu tun. Dies bezieht sich auf die besondere Art und Weise, wie Elektronen um den Kern eines Atoms herum verteilt sind.
Es stellt sich heraus, dass einige Elektronenkonfigurationen besser sind als andere, und nur die Elemente in der Gruppe der Edelgase (Gruppe 18 des Periodensystems) haben eine sogenannte stabile Elektronenkonfiguration. Diese elektronische Konfiguration ist dadurch gekennzeichnet, dass die s- und p-Orbitale der Valenzschale vollständig mit 8 Elektronen gefüllt sind.
Kein anderes Element im Periodensystem hat diese stabile elektronische Konfiguration, daher versuchen die anderen Atome, sich miteinander zu vereinen, um ihr Bedürfnis zu befriedigen, sich mit 8 und nur 8 Valenzelektronen zu umgeben, genau wie Edelgase, wodurch die Chemikalie entsteht Bindung.
Die Notwendigkeit, sich mit 8 Valenzelektronen zu umgeben, wird als Oktettregel bezeichnet, und es gibt grundsätzlich zwei Möglichkeiten, dies zu erreichen: Valenzelektronen von einem anderen Atom aufgeben (wenn Sie zu viele haben) oder entfernen (wenn es Ihnen fehlt) oder die Valenzelektronen teilen Valenzelektronen, um gegenseitig das gleiche Bedürfnis zu befriedigen. Je nach Fall wird eine ionische Bindung oder eine kovalente Bindung gebildet.
Ionenverbindung
Eine ionische Bindung ist die Art der chemischen Bindung, die in ionischen Verbindungen gefunden wird. Es ist eine Verbindung, die aufgrund der elektrostatischen Anziehungskraft auftritt, die zwischen Teilchen mit entgegengesetzten Ladungen besteht, die als Ionen bezeichnet werden, und daher der Name. Positiv geladene Ionen nennt man Kationen, negativ geladene Anionen.
Eine Ionenbindung entsteht, wenn ein stark elektronegatives, nichtmetallisches Atom ein oder mehrere Elektronen von einem stark elektropositiven Atom (normalerweise einem Metall) entfernt. Wenn dies geschieht, bleibt das Nichtmetall negativ geladen und wird somit zu einem Anion, während das Metall positiv geladen bleibt und zu einem Kation wird. Durch die entgegengesetzte Ladung ziehen sich diese Ionen gegenseitig an und bilden die Ionenbindung.
die kovalente Bindung
Die kovalente Bindung ist eine Bindungsart, die hauptsächlich zwischen Atomen ähnlicher Elemente, fast immer Nichtmetallen, auftritt. Im Gegensatz zur Ionenbindung gibt es bei der kovalenten Bindung keine Nettoübertragung von Elektronen von einem Atom zum anderen, da dies nur einem Atom helfen würde, das Oktett zu vervollständigen, nicht aber dem anderen. Stattdessen teilen sich die Atome ihre Valenzelektronen, wodurch sie es schaffen, das Oktett beider Atome gleichzeitig zu vervollständigen.
Unterschiede zwischen ionischer Bindung und kovalenter Bindung
Es wurde bereits geklärt, was eine chemische Bindung ist und die ionischen und kovalenten Bindungen wurden definiert. Jetzt werden wir die Hauptunterschiede zwischen diesen beiden Arten von Bindungen und zwischen den Verbindungen, die sie enthalten, analysieren.
Arten von Elementen, die sich vereinen
| Ionenverbindung | Kovalente Bindung |
| Immer zwischen verschiedenen Elementen und auch unterschiedlichen Typen. Im Allgemeinen tritt es zwischen Metallen und Nichtmetallen auf. Beispiel: | Es tritt zwischen Atomen desselben Elements oder sehr ähnlicher Elemente mit ähnlichen Elektronegativitäten auf. Es tritt fast immer zwischen Nichtmetallen und Nichtmetallen auf. |
Ionenbindungen treten hauptsächlich zwischen Metallen und Nicht-Mentalen auf. Der Grund ist, dass erstere im Vergleich zu Edelgasen immer einige Elektronen übrig haben, während Nichtmetallen in der Regel einige Elektronen fehlen. Aus diesem Grund findet beim Verbinden eines Metalls mit einem Nichtmetall eine Übertragung zwischen beiden Elementen statt, sodass beide die Oktettregel erfüllen.
Im Fall der kovalenten Bindung besteht der einzige Weg, dies zu erreichen, darin, die Elektronen zu teilen, da zwei identische oder sehr ähnliche Atome denselben Bedarf haben, Elektronen aufzunehmen, um ihr Oktett zu vervollständigen.
Elektronegativitätsunterschiede
| Ionenverbindung | Kovalente Bindung |
| Elektronegativitätsdifferenz > 1,7 | Reines oder unpolares Kovalent: < 0,4 Polares Kovalent: Zwischen 0,4 und 1,7 |
Eine Möglichkeit zu sagen, ob zwei Atome eine ionische oder kovalente Bindung bilden, basiert auf dem Unterschied in ihren Elektronegativitäten. Wenn die Differenz sehr groß ist, ist die Bindung ionisch, während sie kovalent ist, wenn sie klein oder nicht vorhanden ist.
Unter kovalenten Bindungen kann man reine oder unpolare kovalente Bindungen unterscheiden, die zwischen identischen Atomen (wie im H 2 -Molekül ) oder zwischen Atomen mit sehr ähnlichen Elektronegativitäten (wie zwischen C und H) auftreten. Wenn es einen Unterschied in der Elektronegativität gibt, der aber nicht sehr groß ist, entsteht eine kovalente Bindung, bei der die Elektronen mehr Zeit um eines der Atome verbringen, wodurch eine polare Bindung entsteht.
Energien binden
| Ionenverbindung | Kovalente Bindung |
| Sie liegen zwischen 400 und 4000 kJ/mol | Sie liegen zwischen 100 und 1100 kJ/mol |
Im Allgemeinen ist die ionische Bindung stärker als die kovalente Bindung, obwohl dies von den gebundenen Atomen abhängt. Folglich sind die Bindungsenergien in ionischen Verbindungen fast immer höher als die von kovalenten Verbindungen.
Arten von Verbindungen, die sich bilden
| Ionenverbindung | Kovalente Bindung |
| Ionische Verbindungen wie Lithiumfluorid (LiF) oder Kaliumchlorid (KCl). | Molekulare Verbindungen wie Methan (CH 4 ) und kovalente Netzwerkfeststoffe (oder einfach kovalente Festkörper) wie Diamant (Allotrop von Kohlenstoff). |
Ionische Bindungen führen zu ionischen Verbindungen, während kovalente Bindungen entweder zu molekularen Verbindungen wie Wasser oder Kohlendioxid oder zu kovalenten Netzwerkverbindungen wie Diamant, Graphit und Zeolithen führen können, in denen Millionen von Atomen miteinander verbunden sind und eine Zwei- dimensionales oder dreidimensionales Netzwerk, das sehr stabil und widerstandsfähig ist.
Unterschiede in den physikalischen und chemischen Eigenschaften der sich bildenden Verbindungen
Die Tatsache, ionische Bindungen oder kovalente Bindungen zu haben, verleiht den verschiedenen Verbindungen sehr unterschiedliche Eigenschaften. Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Unterschiede zwischen ionischen Verbindungen und den beiden Hauptklassen von Stoffen mit kovalenten Bindungen, nämlich molekulare Stoffe und kovalente Festkörper, zusammen.
| Eigentum | ionische Verbindungen | molekulare Verbindungen | kovalente Feststoffe |
| Schmelz- und Siedepunkt | Sehr hohe Schmelz- und Siedepunkte. | Niedrige Schmelz- und Siedepunkte | Sehr hohe Schmelz- und Siedepunkte. |
| physikalischer Zustand bei Raumtemperatur | Sie sind bei Raumtemperatur fest. | Sie können bei Raumtemperatur sowohl fest als auch flüssig oder gasförmig sein. | Sie sind bei Raumtemperatur fest. |
| Löslichkeit | Sie sind normalerweise in Wasser und anderen polaren Lösungsmitteln löslich. | Polare Molekülverbindungen sind in polaren Lösungsmitteln löslich. Unpolare sind in Wasser und anderen polaren Lösungsmitteln unlöslich, aber in vielen unpolaren organischen Lösungsmitteln löslich. | Sie sind normalerweise in keinem Lösungsmittel löslich. |
| Elektrische Leitfähigkeit | Im festen Zustand leiten sie keinen Strom, wohl aber in Lösung oder im flüssigen Zustand (geschmolzene Salze). | Sie leiten keinen Strom. Sie sind Dämmstoffe. | Einige sind Leiter (wie Graphit), andere nicht (wie Diamant). |
| Strukturtyp | kristalline Feststoffe. | Manche sind kristallin, andere amorph. | kristalline Feststoffe. |
| Mechanische Eigenschaften | harte spröde Feststoffe | Sie sind im Allgemeinen weich | harte spröde Feststoffe |
Zusammenfassung der Unterschiede zwischen Ionenbindung und kovalenter Bindung
| Ionenverbindung | Kovalente Bindung | |
| Definition | Die Kraft, die entgegengesetzt geladene Ionen in ionischen Verbindungen zusammenhält. | Die Kraft, die zwei Atome zusammenhält, die Valenzelektronen teilen. |
| Arten von Elementen, die sich vereinen | Immer zwischen verschiedenen Elementen und auch unterschiedlichen Typen. Im Allgemeinen tritt es zwischen Metallen und Nichtmetallen auf. Beispiel: | Es tritt zwischen Atomen desselben Elements oder sehr ähnlicher Elemente mit ähnlichen Elektronegativitäten auf. Es tritt fast immer zwischen Nichtmetallen und Nichtmetallen auf. |
| Elektronegativitätsunterschiede | Elektronegativitätsdifferenz > 1,7 | Reines oder unpolares Kovalent: < 0,4 Polares Kovalent: Zwischen 0,4 und 1,7 |
| Energien binden | Sie liegen zwischen 400 und 4000 kJ/mol | Sie liegen zwischen 100 und 1100 kJ/mol |
| Arten von Verbindungen, die sich bilden | Ionische Verbindungen wie Lithiumfluorid (LiF) oder Kaliumchlorid (KCl). | – Unpolare molekulare Verbindungen wie Methan (CH4). – Polare molekulare Verbindungen wie Wasser (H 2 O) – Kovalente Netzwerkfestkörper (oder einfach kovalente Festkörper) wie Diamant (Allotrop von Kohlenstoff). |
Verweise
Braun, T. (2021). Chemie: The Central Science (11. Aufl.). London, England: Pearson Education.
Chang, R., Manzo, A. R., Lopez, PS, & Herranz, ZR (2020). Chemie (10. Aufl.). New York City, NY: MCGRAW-HÜGEL.
Die chemische Bindung und molekulare Geometrie. (2020, 29. Oktober). Abgerufen von https://espanol.libretexts.org/@go/page/1851
