diapazon-plus.ru
Металлическая и ковалентная связи являются основными типами химических связей, которые влияют на свойства вещества и его поведение. Знание их особенностей и различий позволяет понять, как вещества взаимодействуют и образуют соединения. Металлическая связь характеризуется обменом свободных электронов между атомами, в то время как ковалентная связь образуется путем совместного использования пары электронов.
В металлической связи электроны перемещаются свободно между ионами металла и создают сеть положительно заряженных ионов, окруженных этим облаком электронов. Такая структура облегчает проводимость электричества и тепла, а также даёт металлам их характерные свойства, такие как гибкость и блеск.
Напротив, ковалентная связь возникает между атомами неметаллов или между атомами и водородом. В этом типе связи электроны парны и они образуют ковалентные пары, которые держат атомы вместе. Ковалентная связь является сильной и обычно встречается в молекулах. При этом электроны не свободно движутся, а они тесно связаны с атомами и образуют электронные облака, сильно сосредоточенные около них.
Определение металлической связи
Металлы обладают одним или несколькими свободными электронами в своей внешней электронной оболочке.
Эти свободные электроны могут перемещаться вокруг атомов металла в пространстве между ними, создавая электронное облако или электронное газ.
Это облако, состоящее из свободных электронов, является общим для всех атомов металла и служит связующим звеном между ними.
Металлическая связь имеет ряд характеристик:
- Металлическая связь представляет собой слабую связь, поэтому металлы могут быть легко обработаны и сформированы в различные формы.
- Металлы обладают высокой теплопроводностью и электропроводностью благодаря движению свободных электронов.
- Металлическая связь обуславливает специфические свойства металлов, такие как блеск, гибкость, прочность и т.д.
- Металлическая связь является не полярной, что означает, что металлы не образуют ионные связи или дипольные моменты.
Важно отметить, что металлическая связь существует и функционирует только в металлических решетках, где между атомами металла присутствуют свободные электроны. Это отличает металлическую связь от других типов химических связей, таких как ковалентная или ионная связь.
Принципы ковалентной связи
- Общий электронный оболочечный принцип: В ковалентной связи атомы делят электроны из своих внешних электронных оболочек. При этом они стремятся достичь наиболее стабильной конфигурации, заполнив электронными парами свои оболочки.
- Правило октета: Важным аспектом ковалентной связи является стремление атомов к насыщению своих внешних оболочек путем образования восьми электронов. Это правило особенно соблюдается для первых и вторых периодов периодической таблицы. Оно гласит, что атомы стремятся иметь такое количество электронов во внешней оболочке, как у инертных газов группы 18.
- Свободные электроны: В некоторых случаях ковалентные связи включают не только общие пары электронов, но и свободные электроны, которые могут передвигаться между атомами. Это особенно характерно для металлов и ионов металлов.
- Полярная и неполярная связь: Ковалентные связи могут быть полярными или неполярными в зависимости от разницы в электроотрицательности атомов. Если разница невелика, то связь считается неполярной, а если разница значительна, то она является полярной.
- Распределение заряда: В ковалентной связи электроны распределяются между атомами, создавая положение с отличающейся от нейтрального зарядом. Одна сторона связи становится частично положительной (δ+), а другая частично отрицательной (δ-). Это явление известно как поляризация связи.
Понимание принципов ковалентной связи помогает объяснить химические реакции, предсказать свойства веществ и разработать новые материалы с желаемыми свойствами.
Главные различия между металлической и ковалентной связью
- Стихия
Металлическая связь характеризуется обменом электронами между множеством атомов металла, образуя электронное море. Ковалентная связь, с другой стороны, образуется благодаря общему использованию электронных пар между двумя атомами неметалла.
- Тип связи
Металлическая связь является неполярной, тогда как ковалентная связь может быть полярной или неполярной, в зависимости от разности электроотрицательности атомов, образующих связь.
- Свойства веществ
Металлические вещества обычно обладают высокой электропроводностью, хорошей теплопроводностью и блеском. Ковалентные вещества, с другой стороны, могут иметь различные свойства, от прозрачности до бритости, в зависимости от типа связей в структуре вещества.
- Температура плавления и кипения
Металлические соединения обычно имеют высокую температуру плавления и кипения, что обусловлено сильными металлическими связями. Ковалентные вещества имеют обычно низкую температуру плавления и кипения, так как их связи являются относительно слабыми.
- Растворимость и проводимость
Металлические вещества обычно слабо растворимы в воде и обладают высокой электропроводностью. Ковалентные вещества могут быть растворимыми или нерастворимыми в воде и часто обладают низкой электропроводностью.
Изучение различий между металлической и ковалентной связью позволяет понять химические свойства различных веществ и их влияние на их физические свойства. Каждый тип связи демонстрирует уникальные характеристики и играет важную роль в различных аспектах химии и материаловедения.