Różnica między wiązaniem wodorowym a wiązaniem jonowym

The kluczowa różnica między wiązaniem wodorowym a wiązaniem jonowym jest wiązanie jonowe istnieje między stałymi anionami i kationami, podczas gdy wiązania wodorowe istnieją między częściowymi ładunkami dodatnimi i częściowymi ujemnymi.

Wiązania chemiczne utrzymują atomy i cząsteczki razem. Wiązania są ważne przy określaniu chemicznego i fizycznego zachowania cząsteczek i atomów. Jak zaproponował amerykański chemik G.N. Lewis, atomy są stabilne, gdy zawierają osiem elektronów w swojej powłoce walencyjnej. Większość atomów ma mniej niż osiem elektronów w swoich powłokach walencyjnych (z wyjątkiem gazów szlachetnych z grupy 18 układu okresowego); dlatego nie są stabilne. Atomy te zwykle reagują ze sobą, aby stać się stabilnymi. W ten sposób każdy atom może osiągnąć elektroniczną konfigurację gazu szlachetnego. Wiązania jonowe są jednym takim wiązaniem chemicznym, które łączy atomy w związkach chemicznych. Wiązania wodorowe są przyciąganiami międzycząsteczkowymi między cząsteczkami.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest wiązanie wodorowe 
3. Co to jest jonowa więź
4. Porównanie obok siebie - Wiązanie wodorowe vs Wiązanie jonowe w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to jest wiązanie wodorowe?

Gdy wodór jest przyłączony do elektroujemnego atomu, takiego jak fluor, tlen lub azot, tworzy wiązanie polarne. Z powodu elektroujemności elektrony w wiązaniu przyciągają się bardziej do elektroujemnego atomu niż do wodoru. Dlatego atom wodoru otrzyma częściowy ładunek dodatni, podczas gdy bardziej elektroujemny atom otrzyma częściowy ładunek ujemny. Gdy w pobliżu znajdują się dwie cząsteczki mające ten rozdział ładunku, siła przyciągania wzrasta między wodorem a ujemnie naładowanym atomem. Nazywamy to wiązaniem wodorowym.

Wiązania wodorowe są stosunkowo silniejsze niż inne interakcje dipolowe i determinują zachowanie molekularne. Na przykład cząsteczki wody mają międzycząsteczkowe wiązanie wodorowe. Jedna cząsteczka wody może tworzyć cztery wiązania wodorowe z inną cząsteczką wody. Ponieważ tlen ma dwie samotne pary, może tworzyć dwa wiązania wodorowe z dodatnio naładowanym wodorem. Następnie możemy nazwać te dwie cząsteczki wody dimerem. Każda cząsteczka wody może wiązać się z czterema innymi cząsteczkami ze względu na zdolność wiązania wodoru. Powoduje to wyższą temperaturę wrzenia wody, nawet jeśli cząsteczka wody ma niską masę cząsteczkową. Dlatego energia potrzebna do zerwania wiązań wodorowych, gdy przechodzą do fazy gazowej, jest wysoka.

Ryc. 01: Wiązania wodorowe między cząsteczkami wody

Ponadto wiązania wodorowe determinują strukturę krystaliczną lodu. Unikalny układ siatki lodowej pomaga jej unosić się na wodzie; stąd ochrona życia wodnego w okresie zimowym. Poza tym wiązanie wodorowe odgrywa istotną rolę w układach biologicznych. Trójwymiarowa struktura białek i DNA opiera się wyłącznie na wiązaniach wodorowych. Ponadto wiązania wodorowe można zniszczyć przez ogrzewanie i siły mechaniczne.

Co to jest Ionic Bond?

Atomy mogą zyskać lub stracić elektrony i odpowiednio tworzyć cząsteczki naładowane ujemnie lub dodatnio. Cząstki te nazywane są jonami. Występują oddziaływania elektrostatyczne między jonami. Wiązanie jonowe jest siłą przyciągającą między tymi przeciwnie naładowanymi jonami. Na siłę oddziaływań elektrostatycznych duży wpływ mają wartości elektroujemności atomów w wiązaniu jonowym. Elektroujemność daje pomiar powinowactwa atomów do elektronów. Atom o wysokiej elektroujemności może przyciągać elektrony z atomu o niskiej elektroujemności, tworząc wiązanie jonowe.

Rycina 02: Tworzenie wiązania jonowego w chlorku sodu

Na przykład chlorek sodu ma wiązanie jonowe między jonem sodu i jonem chlorku. Sód jest metalem; dlatego ma bardzo niską elektroujemność (0,9) w porównaniu z chlorem (3,0). Z powodu tej różnicy elektroujemności, chlor może przyciągać elektron z sodu i tworzyć jony Cl- i Na +. Z tego powodu oba atomy zyskują stabilną, elektroniczną konfigurację gazu szlachetnego. Cl- i Na + są utrzymywane razem przez bardzo silne atrakcyjne siły elektrostatyczne, tworząc w ten sposób wiązanie jonowe.

Jaka jest różnica między wiązaniem wodorowym a wiązaniem jonowym?

Wiązania wodorowe są atrakcjami międzycząsteczkowymi, podczas gdy wiązania jonowe są atrakcyjnymi siłami elektrostatycznymi. Kluczowa różnica między wiązaniem wodorowym a wiązaniem jonowym polega na tym, że wiązanie jonowe istnieje pomiędzy stałymi anionami i kationami, podczas gdy wiązania wodorowe występują między częściowymi ładunkami dodatnimi i częściowymi ujemnymi. Ponadto wiązania jonowe są silniejsze niż wiązania wodorowe.

Co więcej, wiązania wodorowe występują, gdy występuje atom wodoru i atom elektroujemny, podczas gdy wiązania jonowe występują między dowolnym metalem a niemetalicznym atomem. Jest to więc znacząca różnica między wiązaniem wodorowym a wiązaniem jonowym. Poza tym kolejną różnicą między wiązaniem wodorowym a wiązaniem jonowym jest to, że wiązania wodorowe łatwo się rozrywają, ponieważ są to siły przyciągania międzycząsteczkowego lub wewnątrzcząsteczkowego, ale wiązania jonowe są silnymi wiązaniami chemicznymi, które są trudne do zerwania..

Podsumowanie - wiązanie wodorowe i wiązanie jonowe

Wiązania jonowe występują w związkach jonowych. Wiązania wodorowe są wiązaniami międzycząsteczkowymi. Kluczowa różnica między wiązaniem wodorowym a wiązaniem jonowym polega na tym, że wiązanie jonowe istnieje między stałymi anionami i kationami, podczas gdy wiązania wodorowe występują między częściowymi ładunkami dodatnimi i częściowymi ujemnymi.

Odniesienie:

1. Helmenstine, Anne Marie. „Definicja i przykłady wiązania wodorowego”. ThoughtCo, maj. 6, 2019, Dostępne tutaj.
2. Helmenstine, Anne Marie. „Definicja wiązania jonowego”. ThoughtCo, 26 stycznia 2019, Dostępne tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Wiązanie wodoru w wodzie-2D” (domena publiczna) za pośrednictwem Commons Wikimedia
2. „Wiązanie jonowe NaCl” Autor: Mhowison - Praca własna (domena publiczna) za pośrednictwem Commons Wikimedia