Tervetuloa kemian kiehtovaan maailmaan! Tänään tutkimme voimia, jotka pitävät maailmankaikkeuden koossa - kemiallisia sidoksia. Näiden sidosten, erityisesti ionisten ja kovalenttisten sidosten, ymmärtäminen on kuin avain kemian salaisuuksiin. Nämä sidokset ovat näkymättömiä linkkejä, jotka yhdistävät atomeja ja muodostavat molekyylejä ja yhdisteitä, joista kaikki ympärillämme oleva koostuu.
Tässä on esimakua siitä, mitä opit tämän oppaan avulla:
Löydä ihanteellinen kemian opettajasi osoitteessa meet'n'learn ja lennätä ymmärryksesi uusiin korkeuksiin!
Tarvitsetko apua biologian kanssa? Olitpa sitten oppimassa fosynteesiä, osmoosia, vihreän levän tai bakteerien kiemuroita, nämä auttavat sinua. Laajenna tietojasi ja tehosta oppimismatkaasi kanssamme jo tänään.
Ennen kuin sukellamme ionisten ja kovalenttisten sidosten erityispiirteisiin, on tärkeää ensin ymmärtää, mitä kemialliset sidokset ovat. Kemiallinen sidos on vetovoima, joka pitää kaksi tai useampia atomeja yhdessä. Tämä sidos muodostuu, kun atomit jakavat tai siirtävät elektroneja vakauden saavuttamiseksi. Lue Kemiallinen sidos oppiaksesi lisää.
Mutta miksi atomit pyrkivät tasapainoon? Kuten ihmiset pyrkivät tasapainoon elämässään, atomit pyrkivät tasapainoon elektronikonfiguraatiossaan. Tämä tasapaino eli vakaus saavutetaan tyypillisesti silloin, kun atomilla on täysi elektronien ulkokuori.
Kemiallisia sidoksia on kolmea päätyyppiä - ionisia, kovalenttisia ja metallisia. Kullekin sidostyypille on ominaista erilainen elektronien jako- tai siirtomenetelmä, joka johtaa niiden muodostamien yhdisteiden ainutlaatuisiin ominaisuuksiin. Näitä ovat:
Seuraavissa kappaleissa keskitymme ionisidoksiin ja kovalenttisiin sidoksiin ja tutkimme niiden eroja ja yhtäläisyyksiä.
Ionisidokset ovat kiehtovia vuorovaikutuksia, jotka syntyvät, kun yksi atomi luovuttaa elektronin toiselle. Tämän antamisen ja vastaanottamisen seurauksena muodostuu ioneja, atomeja tai molekyylejä, jotka kantavat varauksen. Näiden ionien välille muodostuva sidos on ionisidos.
Ionisidokset syntyvät tyypillisesti metallin ja epämetallin välillä. Metalli (luovuttaja) menettää elektronin ja muuttuu positiivisesti varautuneeksi ioniksi, jota kutsutaan kationiksi. Toisaalta ei-metalli saa elektronin ja muuttuu negatiivisesti varautuneeksi ioniksi, jota kutsutaan anioniksi. Näiden ionien vastakkaiset varaukset vetävät toisiaan puoleensa muodostaen ionisidoksen.
Harkitse esimerkkinä ruokasuolaa eli natriumkloridia (NaCl). Natrium (metalli) luovuttaa ulomman elektroninsa kloorille (ei-metalli). Näin syntyy natriumioni (Na+) ja kloridi-ioni (Cl-). Näiden ionien vastakkaiset varaukset vetävät toisiaan puoleensa muodostaen ionisidoksen. Katso seuraava video Ionisidos oppiaksesi lisää.
Mutta miksi natrium luovuttaa elektronin kloorille? Kyse on kestävyyden saavuttamisesta. Natriumilla on yksi elektroni ulkokuoressaan, kun taas kloorilla on seitsemän. Luovuttamalla ulomman elektroninsa natrium voi saavuttaa vakaan elektronikonfiguraation. Vastaavasti kloorikin voi saavuttaa tasapainon saamalla elektronin.
Miten muodostuu vetysidos?
Ionisilla yhdisteillä, kuten natriumkloridilla, on useita erityispiirteitä:
Seuraavassa luvussa tutustumme kovalenttisiin sidoksiin, joissa atomit mieluummin jakavat kuin luovuttavat tai vastaanottavat elektroneja.
Vaihdetaan nyt katseemme kovalenttisiin sidoksiin. Toisin kuin ionisidoksissa, joissa yksi atomi luovuttaa elektronin toiselle, kovalenttisissa sidoksissa elektronit jaetaan atomien välillä. Tämän jakamisen ansiosta molemmat atomit saavuttavat vakaan elektronikonfiguraation, jolloin muodostuu kovalenttinen sidos.
Kovalenttiset sidokset esiintyvät tyypillisesti ei-metalliatomien välillä. Näillä atomeilla on samankaltaiset elektronegatiivisuudet, eli niillä on samankaltainen kyky vetää puoleensa elektroneja. Tämän vuoksi kumpikaan atomi ei voi luovuttaa tai ottaa vastaan elektronia toiselta. Sen sijaan ne tekevät kompromissin jakamalla yhden tai useamman elektroniparin.
Harkitse esimerkkinä vettä (H2O). Kukin vetyatomi jakaa yhden elektroninsa happiatomin kanssa, ja happiatomi jakaa yhden elektroninsa jokaisen vetyatomin kanssa. Tämä elektronien jakaminen mahdollistaa sen, että kaikki kolme atomia saavuttavat vakaan elektronikonfiguraation ja muodostavat kovalenttisen sidoksen.
Mutta miksi atomit jakavat elektroneja? Jälleen kerran kyse on vakauden saavuttamisesta. Kukin atomi voi täyttää ulomman kuorensa jakamalla elektroneja, jolloin saavutetaan vakaa elektronikonfiguraatio. Tämä pyrkimys vakauteen on kovalenttisten sidosten muodostumisen liikkeellepaneva voima.
Miten kovalenttinen sidos muodostuu?
Veden kaltaisilla kovalenttisilla yhdisteillä on useita erityispiirteitä. Tässä muutamia keskeisiä ominaisuuksia:
Kovalenttisten sidosten ymmärtäminen on yhtä tärkeää kuin ionisidosten ymmärtäminen. Seuraavassa luvussa vertailemme ionisidoksia ja kovalenttisia sidoksia ja korostamme niiden keskeisiä eroja.
Miten lasketaan liuoksen konsentraatio?
Nyt kun olemme tutustuneet sekä ionisiin että kovalenttisiin sidoksiin, on aika vertailla näitä kahta sidostyyppiä. Vaikka molempien tavoitteena on saavuttaa atomien vakaus, ne tekevät sen perustavanlaatuisesti eri tavoin, mikä johtaa erilaisiin ominaisuuksiin syntyvissä yhdisteissä.
Ionisissa sidoksissa yksi atomi luovuttaa elektronin toiselle, mikä johtaa positiivisesti ja negatiivisesti varautuneiden ionien muodostumiseen. Nämä ionit vetävät toisiaan puoleensa vastakkaisten varaustensa vuoksi muodostaen ionisidoksen. Ioniset yhdisteet, kuten natriumkloridi, ovat usein kiteisiä kiinteitä aineita, joilla on korkea sulamis- ja kiehumispiste. Ne voivat johtaa sähköä, kun niitä liuotetaan veteen tai sulatetaan, koska ionit voivat liikkua ja kantaa varausta.
Kovalenttiset sidokset sen sijaan sisältävät elektronien jakamisen atomien välillä. Tämä jakaminen mahdollistaa sen, että kaikki osallistuvat atomit saavuttavat vakaan elektronikonfiguraation. Kovalenttiset yhdisteet, kuten vesi, voivat esiintyä kaasuina, nesteinä tai ei-kiteisinä kiinteinä aineina huoneenlämmössä. Niiden sulamis- ja kiehumispisteet ovat yleensä alhaisemmat kuin ionisten yhdisteiden, ja useimmat niistä eivät johda sähköä, koska ne eivät sisällä ioneja.
Mitä ovat hydroksidit?
Voidaan havaita selviä eroja niiden ominaisuuksissa, kun vertaillaan ionisia ja kovalenttisia yhdisteitä. Nämä erot johtuvat niiden sidosten luonteesta, jotka pitävät atomit yhdessä näissä yhdisteissä.
Esimerkiksi ioniset yhdisteet ovat yleensä kiinteitä huoneenlämmössä ja muodostavat kiderakenteita. Tämä johtuu yhdisteen positiivisten ja negatiivisten ionien välisistä voimakkaista sähköstaattisista vetovoimista. Toisaalta kovalenttiset yhdisteet voivat olla huoneenlämmössä joko kiinteitä, nestemäisiä tai kaasumaisia. Tämä johtuu siitä, että kovalenttisen yhdisteen molekyylien väliset vetovoimat ovat yleensä heikompia.
Toinen keskeinen ero on niiden johtavuus. Ioniset yhdisteet voivat johtaa sähköä liuetessaan veteen tai sulatettaessa, koska ne hajoavat ioneiksi, jotka voivat liikkua vapaasti. Sen sijaan useimmat kovalenttiset yhdisteet eivät johda sähköä, koska ne eivät hajoa ioneiksi.
Miten lasketaan Molaarinen massa ja Massaosuus?
Tässä on yhteenveto ionisen ja kovalenttisen sidoksen keskeisistä eroista:
Ioniset sidokset | Kovalenttiset sidokset | |
---|---|---|
muodostuminen | Muodostuu siirtämällä elektroneja atomilta toiselle | Muodostuu jakamalla elektroneja atomien välillä |
Aineen tyyppi | Muodostavat yleensä kiteisiä kiinteitä aineita | Voi esiintyä kaasuina, nesteinä tai ei-kiteisinä kiinteinä aineina |
Sulamis- ja kiehumispisteet | Korkea sulamis- ja kiehumispiste | Matalammat sulamis- ja kiehumispisteet |
Johtokyky | Voi johtaa sähköä veteen liuetessaan tai sulatettaessa | Useimmat eivät johda sähköä |
Kemia lukemattomine käsitteineen ja periaatteineen voi joskus olla oppilaille haastavaa. Tällöin tukiopettajien rooli tulee korvaamattomaksi. Tukiopettajat voivat tarjota henkilökohtaisia oppimiskokemuksia ja auttaa oppilaita ymmärtämään monimutkaisia käsitteitä, kuten ionisia ja kovalenttisia sidoksia.
Etsitkö kemian tukiopettajaa? Kirjoita "kemian tukiopettaja Helsinki" tai "kemian opettaja Tampere" haluamallasi tutorointialustalla, kuten meet'n'learn, löytääksesi opettajan, joka voi vastata erityistarpeisiisi.
Jos kukoistat ryhmäoppimisympäristöissä, etsi "kemian tunnit Turussa" tai "kemian tunnit Rovaniemellä" verkossa löytääksesi paikallisia kouluja, jotka tarjoavat kemian tunteja.
Etanoli ja alkoholit kemiassa selitetty.
Nykyaikana digitaalisella aikakaudella lukuisat verkkoresurssit voivat täydentää luokkahuoneessa tapahtuvaa oppimista ja tukiopetusta. Nämä resurssit voivat tarjota lisäselityksiä, harjoituskysymyksiä ja interaktiivisia oppimiskokemuksia, jotka auttavat oppilaita ymmärtämään monimutkaisia kemian käsitteitä, kuten ionisidoksia ja kovalenttisia sidoksia.
Tutustu Hapot, emäkset ja pH.
Ymmärtäminen ionisten ja kovalenttisten sidosten eroista on olennainen osa kemian oppimista. Nämä sidokset, jotka muodostuvat siirtämällä tai jakamalla elektroneja atomien välillä, ovat ympäröivän maailmamme muodostavien yhdisteiden rakennusaineita. Nämä sidokset ovat toiminnassa aina ruoassa käyttämästämme suolasta juomaveteen.
Sidosten tunteminen voi olla haastavaa, mutta oikeiden resurssien ja opastuksen avulla se voi olla myös jännittävä löytöretki. Tutorit voivat tarjota henkilökohtaisia oppimiskokemuksia ja selventää monimutkaisia käsitteitä, kun taas verkkoresurssit tarjoavat lisäselvityksiä ja harjoitusmahdollisuuksia. Muista, että ymmärtäminen vaatii aikaa ja harjoittelua. Hyvää oppimista!
Esittely Redox-reaktiot.
Ionisissa sidoksissa elektronit siirtyvät atomilta toiselle, jolloin syntyy varattuja ioneja, jotka vetävät toisiaan puoleensa. Kovalenttisissa sidoksissa taas on kyse elektronien jakamisesta atomien välillä.
Ioniset yhdisteet johtavat sähköä vedessä, kun ne dissosioituvat vapaasti liikkuviksi ioneiksi, jotka kantavat sähkövarauksen ja muodostavat sähkövirran.
Kovalenttisilla yhdisteillä on alhaisemmat sulamis- ja kiehumispisteet kuin ionisilla, koska niiden molekyylien väliset voimat ovat heikompia ja niiden rikkoutuminen vaatii vähemmän energiaa.
Löydä ihanteellinen kemian opettajasi osoitteesta meet'n'learn ja lennätä ymmärryksesi uusiin korkeuksiin!
Etsitkö Kemiaopetusta? Löydä oikea Kemiaopettaja opettamaan sinua verkossa, tai kasvotusten lähellä sinua.
Käytämme laitteeseesi tallennettuja tietoja, jotta tämä verkkosivusto toimisi oikein. Tällaisia ovat esimerkiksi evästeet tai selaimen paikallinen välimuisti. Käytämme niitä tallentaaksemme verkkosivuston toiminnan kannalta välttämättömiä tietoja, analyyttisiin tarkoituksiin käytettäviä tietoja tai kolmansien osapuolten tallentamia tietoja.
Jos nämä tiedot ovat välttämättömiä tämän verkkosivuston toiminnan kannalta, tallennamme ne automaattisesti. Kaikkeen muuhun tarvitsemme suostumuksesi, jonka voit halutessasi antaa alla. Suostumuksesi on voimassa 12 kuukautta. Jos kieltäydyt, pyydämme sinulta suostumusta uudelleen 6 kuukauden kuluttua, mutta voit muuttaa mielesi milloin tahansa. Lisätietoja on osoitteessa GDPR ja Käyttöehdot.