- Ионную связь своими словами: дайте определение и объясните
- Точно используйте ключевые термины, например ионную связь
- Применяйте изученное к новым примерам и вопросам
- Избегайте типичных ошибок, которые ученики делают в этой теме
Алмаз и кусок сахара построены из атомов неметаллов, но один — самый твёрдый природный материал, а другой растворяется в чае: разница — в химической связи. То, как атомы удерживают друг друга, определяет температуру плавления, проводимость и прочность. В этой главе вы освоите ионную, ковалентную и металлическую связь и научитесь объяснять с их помощью свойства веществ.
Этот урок посвящён ионной связи: узнайте, как металлы и неметаллы связываются, передавая электроны.
Узнайте, как металлы и неметаллы связываются, передавая электроны.
Ключевые идеи
Ионная связь — это передача электронов
Когда металл встречается с неметаллом, металл отдаёт электроны и образует положительные ионы, а неметалл принимает их и образует отрицательные ионы, — например, натрий отдаёт один электрон, а хлор принимает один, давая Na⁺ и Cl⁻. Противоположно заряженные ионы сильно притягиваются во всех направлениях, образуя гигантскую кристаллическую решётку. Именно поэтому у ионных соединений высокие температуры плавления: плавление означает разрушение этих сильных притяжений.
Ковалентная связь — это обобществление электронов
Два атома неметалла делят электронные пары так, чтобы у каждого получилась завершённая внешняя оболочка, — в метане (CH₄) углерод делит четыре пары с четырьмя атомами водорода. Между маленькими молекулами вроде CH₄ и H₂O действуют слабые силы, поэтому они легко плавятся и кипят, несмотря на прочные связи внутри каждой молекулы. Гигантские ковалентные структуры, такие как алмаз, устроены иначе: каждый атом соединён прочными ковалентными связями, из-за чего они чрезвычайно твёрдые и имеют очень высокие температуры плавления.
Ключевой термин — ионная связь: Сильное электростатическое притяжение между противоположно заряженными ионами, возникающее при передаче электронов от металла к неметаллу, — например, Na⁺ и Cl⁻ в хлориде натрия.
Хлорид натрия плавится при 801 °C, а метан — при −182 °C. Объясните разницу с помощью химической связи.
Хлорид натрия — ионное соединение: гигантская решётка ионов Na⁺ и Cl⁻, удерживаемых сильным электростатическим притяжением во всех направлениях. Расплавить его — значит разрушить эти сильные притяжения между ионами, для чего нужно очень много энергии, отсюда высокая температура плавления. Метан — простая ковалентная молекула: прочные ковалентные связи внутри каждой молекулы CH₄, но лишь слабые межмолекулярные силы между молекулами. Плавление метана преодолевает лишь слабые силы между молекулами, нужно мало энергии, поэтому температура плавления очень низкая.
Ответ: высокая температура плавления NaCl объясняется сильными ионными притяжениями в гигантской решётке; низкая температура плавления метана — тем, что разрушить нужно лишь слабые силы между его маленькими молекулами.
- Изображение ионной связи как общей Ионная связь — это передача электронов с последующим притяжением образующихся ионов, а не обобществление. Обобществление электронов — это ковалентная связь; путать их — классическая экзаменационная ошибка.
- Утверждение, что при таянии льда рвутся ковалентные связи Таяние разрушает слабые силы между молекулами, а не прочные ковалентные связи внутри них. При таянии льда молекулы H₂O остаются целыми — поэтому вода остаётся водой.
Практика
Слои положительных ионов могут скользить друг относительно друга, не разрушая металлическую связь, потому что море обобществлённых электронов просто движется вместе с ними.
Алмаз имеет жёсткую трёхмерную сеть ковалентных связей, поэтому он твёрдый. Графит состоит из слоёв с обобществлёнными электронами между ними, и эти подвижные электроны переносят заряд, поэтому он проводит ток.
N₂ — маленькая ковалентная молекула, между молекулами которой действуют лишь слабые межмолекулярные силы, поэтому для их разделения нужно мало энергии, — отсюда газообразное состояние.
Магний отдаёт 2 внешних электрона и образует Mg²⁺; кислород принимает 2 электрона и образует O²⁻. Ионы Mg²⁺ и O²⁻ притягиваются, образуя оксид магния.
Быстрая проверка
Что из этого лучше всего определяет "ковалентную связь"?
Хлороводород — ковалентное соединение, но его водный раствор проводит электричество. Объясните.
Объясните, почему расплавленный хлорид натрия проводит электричество, а твёрдый — нет.
- Ионная связь: узнайте, как металлы и неметаллы связываются, передавая электроны.
- Ионная связь — это передача электронов: когда металл встречается с неметаллом, металл отдаёт электроны и образует положительные ионы, а неметалл принимает их и образует отрицательные ионы, — например, натрий отдаёт один электрон, а хлор принимает один, давая Na⁺ и Cl⁻.
- металлическая связь: Притяжение между положительными ионами металла и морем обобществлённых электронов.
- Осторожно: изображение ионной связи как общей