Wpływ wiązania chemicznego na właściwości substancji -Związki o wiązaniach kowalencyjnych, -Związki jonowe (kryształy jonowe), -Kryształy o wiązaniach metalicznych

Związki kowalencyjne  Związki o wiązaniach kowalencyjnych na ogół nie przewodzą prądu elektrycznego (wyjątek grafit), nie ulegają dysocjacji na jony, słabo rozpuszczają się w wodzie i alkoholach (rozpuszczalniki polarne), dobrze rozpuszczają się w rozpuszczalnikach niepolarnych (benzyna, benzen, nafta), są dość oporne chemicznie, ponieważ wiązania kowalencyjne są bardzo mocne.  Tlenki o wiązaniach kowalencyjnych wykazują kwasowy (im większy udział wiązań kowalencyjnych, tym bardziej charakter kwasowy tlenku) lub obojętny charakter chemiczny.

Związki kowalencyjne cd  Związki o wiązaniach kowalencyjnych w stałych stanach (s) skupienia tworzą dwa rodzaje kryształów: cząsteczkowe (molekularne) lub kryształy kowalencyjne:  Kryształy cząsteczkowe (molekularne) zbudowane są z odrębnych cząsteczek tkwiących w węzłach sieci krystalicznej, np. (S 8, SiH 4(s), CH 4(s), O 2(s), N 2(s), CCl 4(s), SF 6(s) ), spójność tych kryształów jest efektem działania sił międzycząsteczkowych (sił van der Vaalsa), energia oddziaływań jest mała, w związku z tym, kryształy molekularne mają niskie temp. topnienia,

Związki kowalencyjne cd  Kryształy kowalencyjne – tworzą sieć krystaliczną w węzłach, której znajdują się atomy pierwiastka, które połączone są wiązaniami kowalencyjnymi, np. kryształy diamentu, germanu, krzemu. Kryształy kowalencyjne mają wysokie temp. topnienia. Strukturę pośrednią miedzy kryształem kowalencyjnym a molekularnym wykazuje grafit, który ma budowę warstwową (tworzy kryształy warstwowe) atomy C w poszczególnych warstwach powiązanie są 3 wiązaniami kowalencyjnymi z 3 innymi atomami C, natomiast warstwy powiązane są siłami van der Vaalsa.

Kryształy diamentu i grafitu DiamentGrafit

Kryształy diamentu i grafitu DiamentGrafit

Kryształy jonowe  Związki jonowe w roztworach wodnych łatwo wchodzą w reakcje chemiczne, im większy udział wiązania jonowego w wodorotlenku lub w tlenku tym silniejszy charakter zasadowy związku.  Kryształy jonowe w stanie stałym (s) tworzą sieci jonowe (kryształy jonowe) w węzłach których nie występują cząsteczki związku, lecz naprzemiennie ułożone jony dodatnie kationy (Na +, Ca 2+, Al 3+, NH 4 + ) i jony ujemne - aniony proste (F -, Cl -, Br -, I -, H -, O 2-, S 2-, Se 2-, Te 2- ) lub złożone (SO 4 2-, NO 3 -, CO 3 2-, ClO -, ClO 2 -, ClO 3 -, ClO 4 - ).

Kryształy jonowe cd Oddziaływania między jonami sprowadzają się do oddziaływań elektrostatycznych (przyciąganie się elektrostatyczne między kationami i anionami), energia wiązań jest duża: kcal/mol, dla porównania - wiązania kowalencyjne :100 – 150 kcal/mol Kryształy jonowe: mają wysokie temp. topnienia, z reguły dobrze rozpuszczają się w wodzie, etanolu i innych rozpuszczalnikach polarnych (ulegają dysocjacji jonowej) W stanie stałym nie przewodzą prądu elektrycznego, natomiast w stanie stopionym (ulegają rozpadowi na jony) lub rozpuszczone w wodzie przewodzą prąd elektryczny.

Kryształ jonowy K+ I- Kation potasowy Anion jodkowy

Kryształy metaliczne  Metale i ich stopy tworzą sieci krystaliczne (kryształy) w węzłach których znajdują się kationy metalu/metali  Chmura zdelokalizowanych elektronów równoważąca ładunek dodatni na kationach swobodnie porusza się pomiędzy kationami  Metale i ich stopy są bardzo dobrymi przewodnikami prądu elektrycznego, ciepła, są kowalne, ciągliwe, podatne na obróbkę i odkształcenia, wypolerowane charakteryzują się metalicznym połyskiem.  Metale nie rozpuszczają się w wodzie (wyjątek litowce i wapniowce, które gwałtownie roztwarzają się w wodzie)  Metale mają wysokie temp topnienia ( wyjątek litowce, rtęć, ind), w reakcje chemiczne wchodzą z różną aktywnością.

Zestawienie wiadomości o kryształach WłaściwościKryształy molekularne Kryształy kowalencyjne Kryształy jonowe Kryształy metaliczne MechaniczneMała wytrzymałość, miękkie Duża wytrzymałość, twarde Duża wytrzymałość, twarde ale kruche Wytrzymałość różnicowana, ciągliwe TermiczneNiskie temp. topnienia, duży współczynnik rozszerzalności cieplnej Wysokie temp. topnienia, mały współczynnik rozszerzalności cieplnej Wysokie temp. topnienia, mały współczynnik rozszerzalności termicznej Temp. topnienia zmienia się w szerokich granicach, duży współczynnik rozszerzalności termicznej ElektryczneIzolatoryW stanie czystym nie przewodzą prądu Stopione i w roztworach wykazują przewodnictwo jonowe Dobre przewodniki, przewodzą za pośrednictwem swobodnych elektronów PrzykładyZestalone gazy szlachetne i inne, S 8 Diament - C, krzem - Si, german - Ge Na, CaF 2, KH, Na 2 O, Mg(NO 3 ) 2 Miedź, glin, sód, złoto, cynk, brąz

Asocjat (aglomerat) wody i jej właściwości fizyczne Asocjat wodyWłaściwości fizyczne wody Właściwości innych sub. Każda cząsteczka wody może utworzyć 4 wiązania wodorowe Gęstość w temp. 4 o C: 1g/cm 3, lodu 0,92g/cm 3, objętość lodu zwiększa się o ok. 9% Etanol – 0,789g/cm 3, siarkowodór – 0,00139g/cm 3 Temp. wrzenia: 100 o C,Etanol: 78,3 o C, aceton: 56,2 o C, siarkowodór: -59,55 o C, Wysokie napięcie powierzchniowe – powierzchnia wody zachowuje się jak sprężysta i napięta błona Wysoka pojemność cieplna, woda wolno się nagrzewa i powoli się ochładza