6. Zależność właściwości substancji od rodzaju wiązania chemicznego

Substancje posiadające wiązania kowalencyjne:

W stałym stanie skupienia tworzą kryształy cząsteczkowe, jak np. S₈, lub kowalencyjne, np. diament, Si, Ge.

Kryształy cząsteczkowe zawierają w węzłach sieci krystalicznej cząsteczki związków, natomiast kryształy kowalencyjne, tworzą wielki twór elementów połączonych wiązaniami kowalencyjnymi.

Taka budowa powoduje, że substancje te na ogół:

• nie przewodzą prądu elektrycznego (wyjątkiem jest grafit),

• nie dysocjują na jony,

• słabo rozpuszczają się w rozpuszczalnikach polarnych, jak woda czy alkohole, natomiast dobrze - w rozpuszczalnikach niepolarnych, jak benzen czy benzyna.

Substancje o wiązaniach kowalencyjnych reagują powoli, gdyż te silne wiązania nie ulegają łatwo rozerwaniu.

Kryształy cząsteczkowe charakteryzuje niska temperatura topnienia. Przeciwnie do nich - kryształy kowalencyjne topią się w bardzo wysokich temperaturach.

Wiązanie kowalencyjne w tlenkach wpływa na ich kwasowy lub obojętny charakter;

im większy jest udział wiązania kowalencyjnego - tym bardziej kwasowy charakter ma dany tlenek.

Substancje posiadające wiązania jonowe:

Do nich należą sole, np. NaCl, K₂SO₄. W stanie stałym tworzą sieci jonowe, w których nie ma cząsteczek ani atomów, tylko ułożone naprzemiennie jony dodatnie i ujemne. Np. w sieci krystalicznej chlorku sodu każdy jon Na⁺ jest otoczony sześcioma jonami Cl^-, z których każdy sąsiaduje z sześcioma kationami sodu, przy czym zachowany jest stosunek ilości jonów dodatnich do ujemnych, taki jak we wzorze cząsteczkowym soli.

Związki jonowe są substancjami krystalicznymi, twardymi, o wysokich temperaturach topnienia, co jest związane z koniecznością dostarczenia znacznych ilości energii do zniszczenia ich sieci krystalicznej. Dobrze rozpuszczają się w wodzie. Kryształy jonowe nie przewodzą prądu elektrycznego, ale stopione i rozpuszczone w wodzie sole są dobrymi przewodnikami elektryczności.

Dzieje się tak, gdyż w roztworze i w postaci stopionej związki te łatwo dysocjują na jony, które są nośnikami elektronów.

Reakcje między jonami w wodnych roztworach substancji jonowych zachodzą bardzo szybko.

Im większy jest udział charakteru jonowego w wiązaniu w tlenku czy wodorotlenku, tym bardziej zasadowy jest ten związek.

Substancje posiadające wiązanie metaliczne:

Właściwości metali oraz ich stopów wynikają z istnienia chmury zdelokalizowanych elektronów poruszających się pomiędzy dodatnio naładowanymi węzłami sieci krystalicznej metalu.

Metale charakteryzują się połyskiem i bardzo dobrym przewodnictwem elektrycznym i termicznym;

- są kowalne, ciągliwe, można je obrabiać mechanicznie;

- przeważnie nie rozpuszczają się w wodzie, chociaż niektóre, jak np. sód reagują z nią gwałtownie.

W reakcje chemicznie wchodzą z różną aktywnością.

Z wyjątkiem rtęci, galu, indu i litowców, mają wysokie temperatury topnienia.

Wiązania chemiczne

Oddziaływania międzycząsteczkowe

kowalencyjne

jonowe

metaliczne

Wiązanie wodorowe

Siły van der Waalsa

nie -spolaryzowane

spolaryzowane

koordyna-cyjne

Atomy pierwiastków tworzących wiązanie

niemetal + niemetal np.O2, Cl2 N2

niemetal + niemetal np. HCl, NH3 H2O

niemetal + niemetal np. SO2, NH4^+ HNO3,

metal + niemetal np. NaCl MgO K2SO4

metale i stopy metali wiązanie utworzone przez kationy metali i zdelokalizo-wane elektrony, tzw. gaz elektronowy

oddziaływanie między atomami wodoru a cząsteczkami, w których występuje atom o dużej elektroujemności z wolną parą elektronową

Słabe oddziaływania między cząsteczkami niepolarnymi

Elektro- ujemność

duża

duża

duża

duża mała

Różnica elektro- ujemności

zero

mała

mała

duża

zręby atomowe swobodne elektrony

Wiązanie metaliczne

Rodzaj wiązania chemicznego występującego w cząsteczkach związków chemicznych ma decydujący wpływ na ich właściwości fizyczne i reaktywność chemiczną.