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기본적으로 원자, 분자 및 이온을 함께 유지하는 자연계의 세 가지 유형의 화학 결합이 있습니다. 이들은 이온 결합, 공유 결합 및 금속 결합입니다. 세 가지 중에서 이온 결합과 공유 결합이 가장 일반적이며 우리가 알고 있는 거의 모든 유기 및 무기 물질의 존재에 대한 책임이 있습니다.
이 두 결합은 매우 다르며 이온성 화합물 또는 물질과 현저하게 다른 일련의 특성과 속성을 갖는 공유 결합 화합물 또는 물질을 생성합니다.
나중에 우리는 이온 결합과 공유 결합을 비교하여 이 두 유형의 결합과 이를 소유한 화학 물질 사이의 가장 중요한 차이점을 강조할 것입니다. 그러나 그 지점에 도달하기 전에 더 잘 이해하려면 원자가 서로 결합하는 이유와 두 원자 사이에 발생하는 결합 유형을 결정하는 요소를 이해해야 합니다.
원자가 서로 결합하는 이유는 무엇입니까?
화학 결합의 존재는 원자의 안정성, 특히 전자 구성과 관련이 있습니다. 이것은 전자가 원자핵 주위에 분포되는 특정한 방식을 나타냅니다.
전자 구성에 관한 한 일부는 다른 것보다 우수하며 희가스 그룹(주기율표의 그룹 18)의 원소만이 안정적인 전자 구성이라고 부를 수 있는 것으로 밝혀졌습니다. 이 전자 구성은 8개의 전자로 완전히 채워진 원자가 껍질 s 및 p 궤도를 갖는 것이 특징입니다.
주기율표의 다른 어떤 원소도 이렇게 안정적인 전자 배열을 가지고 있지 않기 때문에 다른 원자들은 희가스처럼 8개의 원자가 전자와 8개의 원자가 전자만으로 자신을 둘러쌀 필요를 충족시키기 위해 서로 결합하려고 합니다. 노예.
자신을 8개의 원자가 전자로 둘러싸야 하는 필요성을 옥텟 규칙이라고 하며 이를 달성하는 기본적으로 두 가지 방법이 있습니다. 다른 원자에서 원자가 전자를 포기하거나(너무 많을 때) 제거하거나(부족할 때) 공유 동일한 요구를 상호 충족시키기 위해 원자가 전자. 문제의 경우에 따라 이온 결합 또는 공유 결합이 형성됩니다.
이온 결합
이온 결합은 이온 화합물에서 발견되는 화학 결합의 유형입니다. 이온이라고 불리는 반대 전하를 가진 입자 사이에 존재하는 정전기 인력으로 인해 발생하는 연결입니다. 양전하를 띤 이온을 양이온, 음전하를 띤 이온을 음이온이라고 합니다.
전기 음성도가 높은 비금속 원자가 전기 양성도가 높은 원자(일반적으로 금속)에서 하나 이상의 전자를 제거할 때 이온 결합이 형성됩니다. 이때 비금속은 음전하를 띠게 되어 음이온이 되고 금속은 양전하를 띠게 되어 양이온이 된다. 반대 전하를 가짐으로써 이러한 이온들은 서로 끌어당겨 이온 결합을 형성합니다.
공유 결합
공유 결합은 주로 유사한 원소, 거의 항상 비금속의 원자 사이에서 발생하는 일종의 결합입니다. 이온 결합과 달리 공유 결합에서는 한 원자에서 다른 원자로 전자의 순 이동이 없습니다. 이는 한 원자가 옥텟을 완료하는 데 도움이 될 뿐 다른 원자는 그렇지 않기 때문입니다. 대신 원자는 원자가 전자를 공유하여 동시에 두 원자의 옥텟을 완성합니다.
이온 결합과 공유 결합의 차이점
화학 결합이 무엇인지는 이미 밝혀졌고 이온 결합과 공유 결합이 정의되었습니다. 이제 우리는 이 두 가지 유형의 결합과 이를 포함하는 화합물 간의 주요 차이점을 분석할 것입니다.
결합하는 요소의 유형
| 이온 결합 | 공유 결합 |
| 항상 다른 요소와 다른 유형 사이에 있습니다. 일반적으로 금속과 비금속 사이에서 발생한다. 예: | 그것은 동일한 원소 또는 전기 음성도가 유사한 매우 유사한 원소의 원자 사이에서 발생합니다. 거의 항상 비금속과 비금속 사이에서 발생합니다. |
이온 결합은 주로 금속과 비정신 사이에서 발생합니다. 그 이유는 비금속은 일반적으로 일부 전자가 부족한 반면 전자는 희가스에 비해 항상 일부 전자가 남아 있기 때문입니다. 이러한 이유로 금속과 비금속이 결합할 때 두 원소 사이의 이동이 일어나서 둘 다 옥텟 규칙을 만족합니다.
공유 결합의 경우, 두 개의 동일하거나 매우 유사한 원자가 옥텟을 완성하기 위해 전자를 획득해야 하는 동일한 필요성을 가지므로 이를 달성하는 유일한 방법은 전자를 공유하는 것입니다.
전기 음성도 차이
| 이온 결합 | 공유 결합 |
| 전기음성도 차이 > 1.7 | 순수 또는 비극성 공유: < 0.4 극성 공유: 0.4~1.7 |
두 원자가 이온 결합 또는 공유 결합을 형성하는지 여부를 알 수 있는 한 가지 방법은 전기 음성도의 차이를 기반으로 합니다. 그 차이가 매우 크면 결합은 이온성이고, 작거나 존재하지 않으면 공유 결합이 됩니다.
공유 결합 중에서 동일한 원자 사이(H 2 분자에서와 같이 ) 또는 전기음성도가 매우 유사한 원자 사이(C와 H 사이에서와 같이)에서 발생하는 순수 또는 비극성 공유 결합을 구별할 수 있습니다. 전기음성도의 차이가 크지는 않지만 전자가 원자 중 하나를 중심으로 더 많은 시간을 보내는 공유 결합이 발생하여 극성 결합이 발생합니다.
결합 에너지
| 이온 결합 | 공유 결합 |
| 그들은 400에서 4000 kJ/mol 사이입니다. | 그들은 100에서 1100 kJ/mol 사이입니다. |
일반적으로 이온 결합은 결합된 원자에 따라 다르지만 공유 결합보다 강합니다. 결과적으로 이온 화합물의 결합 에너지는 거의 항상 공유 결합 화합물보다 높습니다.
형성하는 화합물의 종류
| 이온 결합 | 공유 결합 |
| 불화리튬(LiF) 또는 염화칼륨(KCl)과 같은 이온성 화합물. | 메탄(CH 4 ) 과 같은 분자 화합물 및 다이아몬드(탄소의 동소체)와 같은 공유 결합 네트워크 고체(또는 단순히 공유 결합 고체). |
이온 결합은 이온 화합물을 생성하는 반면, 공유 결합은 물이나 이산화탄소와 같은 분자 화합물 또는 다이아몬드, 흑연 및 제올라이트와 같은 공유 네트워크 화합물을 생성할 수 있습니다. 매우 안정적이고 내성이 강한 차원 또는 삼차원 네트워크.
형성하는 화합물의 물리적 및 화학적 특성의 차이
이온 결합 또는 공유 결합을 갖는다는 사실은 서로 다른 화합물에 매우 다른 특성을 부여합니다. 다음 표는 이온성 화합물과 공유 결합이 있는 두 가지 주요 물질, 즉 분자 물질과 공유 고체 사이의 가장 중요한 차이점을 요약한 것입니다.
| 재산 | 이온 화합물 | 분자 화합물 | 공유 결합 고체 |
| 녹는점과 끓는점 | 녹는점과 끓는점이 매우 높습니다. | 낮은 녹는점과 끓는점 | 녹는점과 끓는점이 매우 높습니다. |
| 실온에서의 물리적 상태 | 실온에서 고체입니다. | 상온에서 고체와 액체 또는 기체가 될 수 있습니다. | 실온에서 고체입니다. |
| 용해도 | 그들은 일반적으로 물과 다른 극성 용매에 용해됩니다. | 극성 분자 화합물은 극성 용매에 용해됩니다. 비극성은 물과 다른 극성 용매에는 녹지 않지만 많은 비극성 유기 용매에는 용해됩니다. | 그들은 일반적으로 어떤 용매에도 용해되지 않습니다. |
| 전기 전도성 | 고체 상태에서는 전기가 통하지 않지만 용액이나 액체 상태(용융 염)에서는 전기가 통합니다. | 그들은 전기를 전도하지 않습니다. 그들은 단열재입니다. | 일부는 전도체(예: 흑연)이고 다른 일부는 전도체(다이아몬드와 같은)입니다. |
| 구조 유형 | 결정질 고체. | 일부는 결정질이고 다른 일부는 비정질입니다. | 결정질 고체. |
| 기계적 성질 | 단단한 부서지기 쉬운 고체 | 그들은 일반적으로 부드럽습니다. | 단단한 부서지기 쉬운 고체 |
이온 결합과 공유 결합의 차이점 요약
| 이온 결합 | 공유 결합 | |
| 정의 | 반대 전하를 띤 이온을 이온 화합물에서 함께 유지하는 힘. | 원자가 전자를 공유하는 두 개의 원자를 함께 유지하는 힘. |
| 결합하는 요소의 유형 | 항상 다른 요소와 다른 유형 사이에 있습니다. 일반적으로 금속과 비금속 사이에서 발생한다. 예: | 그것은 동일한 원소 또는 전기 음성도가 유사한 매우 유사한 원소의 원자 사이에서 발생합니다. 거의 항상 비금속과 비금속 사이에서 발생합니다. |
| 전기 음성도 차이 | 전기음성도 차이 > 1.7 | 순수 또는 비극성 공유: < 0.4 극성 공유: 0.4~1.7 |
| 결합 에너지 | 그들은 400에서 4000 kJ/mol 사이입니다. | 그들은 100에서 1100 kJ/mol 사이입니다. |
| 형성하는 화합물의 종류 | 불화리튬(LiF) 또는 염화칼륨(KCl)과 같은 이온성 화합물. | – 메탄(CH4)과 같은 비극성 분자 화합물. – 물(H 2 O) 과 같은 극성 분자 화합물 – 다이아몬드(탄소의 동소체)와 같은 공유 결합 네트워크 고체(또는 단순히 공유 결합 고체). |
참조
브라운, T. (2021). 화학: 중앙 과학 (11판). 영국 런던: Pearson Education.
장, 알., 만조, 아. R., Lopez, PS, & Herranz, ZR (2020). 화학 (10판). 뉴욕주 뉴욕시: MCGRAW-HILL.
화학 결합 및 분자 기하학. (2020년 10월 29일). https://espanol.libretexts.org/@go/page/1851 에서 가져옴
