Ионные соединения и молекулы: примеры, типы, связи, расположение, различия
В этом смысле молекула представляет собой совокупность "совокупности", состоящей по крайней мере из двух атомов в определенном расположении, связанных друг с другом химическими связями.
Определение молекулярного соединения
Молекулярные соединения - это атомы, связанные вместе с различными электронами, в основном они связываются вместе на электрически нейтральных частицах, называемых молекулами.
Структура молекулярного соединения
Молекулы состоят из 2 (двух) или более атомов. Молекулы можно определить как группы атомов, которые прочно связаны вместе, с относительно слабыми связями между группами атомов одного типа. Молекула может состоять из атомов одного и того же элемента (например, кислорода O2) или состоять из разных элементов (например, воды H2O). Атомы и комплексы, которые не связаны между собой ковалентно (например, связаны водородными связями и ионными связями), как правило, не считаются единой молекулой.
Читайте также: Молекулярная биология - определение, инженерия, наука, история, меры, формулы, геометрия
В каждой молекуле атомы удерживаются вместе сильными силами притяжения, обычно в форме первичных связей. С другой стороны, межмолекулярные связи слабые, так что в определенных пределах каждая молекула может свободно перемещаться. Молекула определяется как группа атомов (по крайней мере, два), которые очень прочно связаны (ковалентно) в определенном порядке, имеют нейтральный заряд и довольно стабильны. Согласно этому определению, молекула отличается от многоатомного иона. В органической химии и биохимии термин «молекула» используется менее жестко, поэтому даже заряженные органические молекулы и биомолекулы считаются молекулами.
В кинетической теории газов термин «молекула» часто используется для обозначения любой газообразной частицы независимо от ее состава. Согласно этому определению, атомы благородных газов считаются молекулами, даже если они состоят из одиночных, несвязанных атомов.
Из наблюдения делается вывод, что
- Каждое молекулярное соединение имеет более низкую температуру плавления и кипения, чем твердый материал.
- Молекулярные твердые тела более мягкие, потому что каждая молекула может скользить друг по другу лишь при небольшом напряжении.
- Молекулы остаются нетронутыми в жидком или газообразном состоянии.
Если 2 атома (или молекулы) приближаются друг к другу, они будут действовать на каждый из этих атомов (или молекул), а именно силой притяжения или отталкивания. Самая простая модель проиллюстрирована ниже:
В положении равновесия атомы находятся на определенном расстоянии друг от друга, которое называется атомным расстоянием или длиной связи. Считается, что атом находится в равновесии, если он находится в состоянии минимальной (наиболее стабильной) свободной энергии (E).
Элементы, составляющие соединение. Например, в воде соотношение водорода и кислорода всегда составляет 2: 1. Этанол также всегда имеет соотношение углерода, водорода и кислорода 2: 6: 1. Однако эта формула не указывает на форму или расположение атомов в молекуле. Например, диметиловый эфир также имеет такое же соотношение, что и этанол. Молекулы с одинаковым числом составляющих атомов, но разным расположением называются изомерами.
Следует отметить, что эмпирическая формула дает только значение отношения атомов, составляющих молекулу, и не дает значения фактического числа атомов. Молекулярная формула описывает точное количество атомов, составляющих молекулу. Например, ацетилен имеет молекулярную формулу C2H2, но эмпирическая формула - CH. Массу молекулы можно рассчитать по ее химической формуле. Часто молекулярная масса выражается в атомных единицах массы, которые эквивалентны 1/12 массы атомов углерода 12.
Примеры молекулярных соединений
Молекулы углекислого газа являются составными молекулами, потому что они состоят из атомов разных элементов, а именно из одного атома углерода и двух атомов кислорода (формула CO2).
Примером вещества, мельчайшая частица которого представляет собой составную молекулу, является вода. Вода, которую мы обычно пьем, содержит крошечные частицы, называемые молекулами воды. Эта молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода (формула H2O).
Читайте также: Полярные и неполярные соединения - определение, характеристики, ковалентность, различие, свойства, точка кипения, примеры
Поскольку молекула воды состоит из атомов разных элементов, молекула воды представляет собой составную молекулу. Молекулы воды могут образовываться в результате реакции между молекулами элементарного водорода и молекулами элементарного кислорода.
На изображении выше можно увидеть, что молекула элементарного водорода реагирует с молекулой элементарного кислорода с образованием молекулы соединения воды. Каждая молекула элементарного кислорода будет реагировать с двумя молекулами элементарного водорода с образованием 2 молекул соединения воды.
Если одна молекула кислорода требует, чтобы две молекулы элементарного водорода полностью прореагировали с образованием 2 молекул соединения воды, то 2 молекулы элементарного кислорода требуют, чтобы 4 молекулы элементарного водорода полностью прореагировали с образованием 4 молекул вода.
В этой реакции видно, что в химической реакции нет потери атомов. Число атомов H и O справа равно числу атомов H и O слева.
Разница в том, что каждый атом слева связан с атомом того же элемента. то же самое, в то время как справа соединяется с атомами других элементов, образуя молекулы сложный.
Число атомов в реакции останется постоянным, чтобы можно было понять явление Закона сохранения массы (масса реагирующих веществ равна общей массе продуктов реакции).
Помимо веществ, упомянутых выше, вокруг нас еще много веществ, мельчайшие частицы которых составная молекула.
Пример представляет собой белый сахар (C12H22O11), который обычно используется в виде смеси для приготовления кофе. Другой пример - окись углерода (CO) и этанол (C2H5OH).
Окись углерода - это газ, который может отравить нашу кровь и вызвать смерть. Этанол - это вещество, которое можно использовать для различных целей, например для стерилизации, приготовления смесей спиртных напитков и топлива. Все эти вещества состоят из мельчайших частиц вещества, называемых молекулами.
Определение ионного соединения
Ионы - это атомы или группы атомов, которые электрически заряжены. Отрицательно заряженный ион, который получает один или несколько электронов, называется анионом, потому что он притягивается к аноду. Положительно заряженный ион, потерявший один или несколько электронов, называется катионом, потому что он притягивается к катоду. Процесс образования ионов называется ионизацией. Ионизированный атом или группа атомов обозначается уровнем n + или n-, где n - количество потерянных или полученных электронов.
Читайте также: Определение ионизации, диссоциации и возбуждения и примеры
Ионная история
Ионы были впервые представлены в теоретической форме Майклом Фарадеем около 1830 г. для описания со стороны молекулы, которая движется к аноду или катоду в вакуумной трубке (вакуумная трубка, ЭЛТ). Однако механизм этого события был описан только в 1884 году Сванте Августом Аррениусом в его докторской диссертации в Упсальском университете. Сначала эта теория не была принята (степень он получил с минимальными оценками), но позже его диссертация получила Нобелевскую премию по химии в 1903 году.
Типы ионов
Ниже приведены типы ионов, а именно:
- Положительные ионы (катионы)
Положительные ионы - это атомы, которые потеряли электроны, эти ионы в основном происходят из металлов или элементов с менее чем 4 валентными электронами, но есть ионы водорода H+ который представляет собой положительный ион, полученный из неметалла. Тенденция атомов к образованию положительных ионов очень сильна в группе IA. Атом франция (Fr) - самый простой атом для образования положительного иона, и он находится в группе IA.
Примеры образования положительных ионов следующие:
11Na имеет конфигурации 2, 8, 1. Крайний электрон 1 делает его менее стабильным, поэтому для перехода в стабильное положение (конфигурация 2.8, такая же, как у благородного газа) атом Na высвобождает электрон, образуя ион Na.+.
Na 1e + Na+
- Отрицательные ионы (анионы)
В отличие от положительных ионов, отрицательные ионы - это атомы, которые приобрели электроны. Эти ионы происходят из неметаллов или атомов с более чем 4 валентными электронами. Склонность к образованию отрицательных ионов очень сильна в группе VIIA. Элемент фтор (F), расположенный в VIIA, представляет собой атом, который легче всего захватывает электроны, поэтому легче всего образовывать отрицательные ионы.
Примеры образования отрицательных ионов следующие:
17Cl имеет конфигурации 2, 8, 7. Крайний электрон равен 7, что делает его менее стабильным, поэтому, чтобы стать стабильным, атом Cl захватит 1 электрон (конфигурация 2,8,8, поэтому он будет таким же, как благородный газ) с образованием ионов Cl.− .
Cl + 1e Cl−
Ионные связи ионных соединений
Ионная связь (электроковалентная связь): тип химической связи, которая может образовываться между ионами металлов и неметаллами (или многоатомными ионами, такими как аммоний) посредством электростатического притяжения. Другими словами, ионная связь образуется силой притяжения между двумя ионами с разными зарядами.
Читайте также: Ионные связи: определение, характеристики и условия их возникновения, а также полные примеры
Например, в поваренной соли (хлорид натрия). Когда натрий (Na) и хлор (Cl) объединяются, атомы натрия теряют электроны, образуя катионы (Na+), а атомы хлора принимают электроны с образованием анионов (Cl–). Затем эти ионы притягиваются друг к другу в соотношении 1: 1 с образованием хлорида натрия.
Na + Cl → Na+ + Cl– → NaCl
Расположение ионных соединений
Правило октетов объясняет, что при образовании хлорида натрия натрий потеряет один электрон, а хлор получит один электрон. Таким образом, можно видеть, что для одного атома хлора требуется один атом натрия. В структуре ионного соединения хлорида натрия положительный ион натрия (Na+) не только связывается с одним отрицательным ионом хлора (Cl–) но один ион Na.+ окружен ионами 6 Cl.– наоборот. Трехмерная структура хлорида натрия может быть использована для описания расположения ионных соединений.
Ионные свойства
- полярный
- его раствор в воде проводит электричество
- высокая температура плавления
- расплав проводит электричество
- растворим в полярных растворителях
Разница между ионным соединением и молекулярным соединением
Энтальпия плавления «тепловая энергия, поглощаемая при плавлении твердого тела» и энтальпия испарения «тепловая энергия, поглощаемая при кипении жидкости» выше в ионных соединениях. Молекулярные соединения более горючие, чем ионные.
Молекулярные соединения более мягкие и гибкие, чем ионные. Ионные соединения имеют более высокие температуры плавления и кипения, чем молекулярные соединения. Ионные соединения заряжены ионами, тогда как молекулярные соединения состоят из молекул.
Читайте также: Электролиты и неэлектролиты - определение, история, процессы, сильные, слабые, соединения, примеры
Ионное соединение образуется в результате реакции металла с неметаллом, тогда как молекулярное соединение обычно образуется в результате реакции двух или более неметаллов. В ионных соединениях ионы удерживаются вместе из-за электрического притяжения, тогда как в молекулярных соединениях атомы удерживаются вместе за счет притяжения между атомами из-за общих электронов.
Молекулярные соединения не могут проводить электричество в любом состоянии, тогда как ионные соединения, растворенные в водных растворах, могут действовать как хорошие проводники электричества. Ионные соединения более реакционноспособны, чем молекулярные.
Вышеупомянутое различие также помогает различать и определять, является ли конкретное неизвестное соединение ионным. или молекул, выполнив соответствующие тесты в лаборатории и обнаружив разницу между химическими свойствами и физическими свойствами сложный.
Библиография:
- Кимбал, Джон В. 1994. Биология. Тома 1,2 и 3. Издание пятое. Эрланга. Джакарта.
- Пирс, Эвелин.1997. Анатомия и физиология для парамедиков. PT Gramedia Пустака Утама. Джакарта
- Поэджиади, Анна. Основы биохимии. Джакарта: UI-Press, 1994.
- Винарно, Ф. О. Пищевая химия и питание. Джакарта: Gramedia Pustaka Utama, 2004.