Z tego filmu dowiesz się:

  • jakie są właściwości fizyczne i chemiczne związków jonowych oraz kowalencyjnych,
  • w jakich stanach skupienia występują związki jonowe oraz kowalencyjne,
  • jaka jest rozpuszczalność związków jonowych i kowalencyjnych w rozpuszczalnikach polarnych i niepolarnych,
  • jak związki jonowe i kowalencyjne przewodzą prąd elektryczny i ciepło.

Podstawa programowa

Pobieranie materiałów

wideo ekran podsumowujący napisy

Licencja: cc-by-nc-sa.svg

Poniższe materiały są udostępnione na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa-Użycie niekomercyjne-Na tych samych warunkach 4.0 Międzynarodowej (https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.pl). Możesz je wykorzystywać wyłącznie jako całość, bez rozdzielania ich na indywidualne elementy składowe. Zabronione jest wycinanie, pobieranie, modyfikowanie, edytowanie i zmienianie elementów składowych (np. grafik, tekstów, dźwięków, logotypów). Licencja CC BY-NC-SA 4.0 nie obejmuje wykorzystywania elementów składowych w utworach pochodnych. Jeśli chcesz wykorzystać ten materiał w swoim niekomercyjnym projekcie, nie zapomnij wymienić jego autorów: Pi-stacja / Katalyst Education.

Transkrypcja

Kliknij na zdanie, aby przewinąć wideo do tego miejsca.

Nie wiem, jak jest u ciebie ale na mojej lodówce jest cała kolekcja magnesów, w tym kilka neodymowych. Są naprawdę silne. Oderwanie ich od drzwi lodówki jest nie lada wyzwaniem. Obliczono, że mogą utrzymać ciężar 1300 razy przekraczający ich własną masę. Chemiczne odpowiedniki magnesów to jony. O tym, jaką mają siłę, dowiesz się w tej lekcji. Wiesz już, że podczas tworzenia wiązania jonowego powstają jony czyli chemiczne odpowiedniki magnesów. Jedne z nich są dodatnie, a drugie ujemne. W związkach chemicznych, które mają takie wiązania, atomy układają się naprzemiennie tworząc strukturę krystaliczną. Przyciąganie między poszczególnymi jonami powoduje, że kryształy są trwałe i twarde. Przykładem związku jonowego jest tlenek magnezu. Związki o takiej budowie, w stanie stałym są izolatorami. To oznacza, że nie przewodzą prądu ani ciepła. Dopiero po stopieniu lub rozpuszczeniu uwolnione z sieci krystalicznej jony zyskują swobodę ruchu, a związki jonowe zdolność przewodzenia prądu elektrycznego oraz energii cieplnej. Związki o budowie jonowej mają wysokie temperatury topnienia i wrzenia bo trudno jest rozerwać silne, jonowe magnesy między atomami. Innym typem wiązania jest wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane. Tu atomy w cząsteczkach należą na przykład do tego samego pierwiastka, a ich uwspólnione elektrony znajdują się w równej odległości od obu jąder albo różnice odległości są nieznaczne. Cząsteczki takie praktycznie w ogóle się nie przyciągają. Dlatego w związkach, w których występują wiązania kowalencyjne niespolaryzowane cząsteczki poruszają się swobodnie. Często są to gazy jak tlen czy wodór cząsteczkowy a w przypadku większych cięższych cząsteczek - ciecze. Na przykład brom cząsteczkowy. Substancje zbudowane z atomów połączonych wiązaniem kowalencyjnym mogą być też ciałami stałymi. Tworzą nawet kryształy, ale innego typu niż te w związkach jonowych. W takiej sieci krystalicznej jest po prostu dużo połączonych ze sobą atomów. Przykładem jest diament czyli krystaliczna odmiana węgla albo siarka rombowa, występująca w cząsteczkach ośmioatomowych. Takie kryształy kowalencyjne łatwo odróżnić od jonowych tym, że praktycznie nie rozpuszczają się w wodzie. Mamy jeszcze wiązanie kowalencyjne spolaryzowane. czyli takie, gdzie elektrony wciąż są wspólne, ale jeden z atomów przyciąga jej silniej. Ten atom, który przyciąga elektrony bliżej siebie, staje się biegunem ujemnym cząsteczki a drugi zyskuje ładunek dodatni. Powoduje to polaryzację wiązań. Ładunki są jednak o wiele słabsze niż w jonach. Wywołują wzajemne przyciąganie cząsteczek ale siłę takiego przyciągania możemy porównać z tą, jaka przykleja włosy do naelektryzowanego ekranu telewizora. Cząsteczki w związkach polarnych przyciągają się do siebie, ale w porównaniu z substancjami jonowymi mają większą swobodę ruchów. Tak zachowują się cząsteczki między innymi w cieczach, a klasycznym przykładem związku w którym występuje wiązanie kowalencyjne spolaryzowane, jest woda. Mamy tu jednak także przykłady gazów gdy przesunięcie elektronów jest niewielkie a zatem i ładunki są słabe... a także ciał stałych. Tu także, podobnie jak w pozostałych typach związków, tworzą one ciała krystaliczne. I podobnie jak w związkach kowalencyjnych niespolaryzowanych nie ma w nich jonów a skomplikowana sieć połączonych w duże cząstki atomów. Znając różnice między właściwościami związków możemy łatwo zrozumieć chemiczną zasadę, która mówi, że podobne rozpuszcza się w podobnym. Związki, których cząsteczki posiadają ładunki a więc te, które mają wiązania jonowe lub kowalencyjne silnie spolaryzowane będą się chętnie mieszać i rozpuszczać w podobnych sobie. I tak na przykład sól kuchenna w której występuje wiązanie jonowe świetnie rozpuszcza się w wodzie. Podobnie jak soda oczyszczona czyli węglan sodu. Te substancje trudno byłoby jednak rozpuścić na przykład w niepolarnym oleju czy benzynie. Rozpuszczalność substancji kowalencyjnych w wodzie zależy od stopnia spolaryzowania cząsteczki. Silna polaryzacja cząsteczki oznacza jej silne oddziaływanie z cząsteczkami wody a więc i dobrą rozpuszczalność. Cząsteczki, w których występuje niewielka polaryzacja, będą słabo oddziaływać z cząsteczkami wody, a więc i słabo się w niej rozpuszczać. Weźmy tlenek węgla cztery i porównajmy jego rozpuszczalność w wodzie z tlenem cząsteczkowym. W dwutlenku węgla różnica elektroujemności między pierwiastkami wynosi 1, a więc jest to wiązanie kowalencyjne spolaryzowane. W tlenie cząsteczkowym jest ona równa zeru czyli jest to wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane. Dlatego wodę łatwiej nasycić dwutlenkiem węgla niż cząsteczkowym tlenem czy azotem. Teraz zadanie dla ciebie. Znając różnice między związkami o różnych typach wiązań, popatrz na ekran i powiedz które z tych substancji rozpuszczają się w wodzie. Amoniak i tlenek siarki cztery mają budowę polarną dlatego dobrze rozpuszczają się w wodzie. Chlorek potasu jest związkiem jonowym który również świetnie się w niej rozpuszcza. Cząsteczkowy wodór ma zerową różnicę elektroujemności w cząsteczce dlatego w wodzie się nie rozpuszcza. Grafit natomiast to niepolarna odmiana węgla także nierozpuszczalna w wodzie. Związki jonowe to krystaliczne ciała stałe o wysokich temperaturach wrzenia i topnienia. Dobrze rozpuszczają się w wodzie dysocjując na jony. Ich wodne roztwory przewodzą prąd. Przykłady związków jonowych to chlorek sodu i tlenek magnezu. Substancje kowalencyjne mogą być gazami cieczami lub ciałami stałymi. Zwykle mają niskie temperatury topnienia i wrzenia, i nie przewodzą prądu. Ich rozpuszczalność w wodzie zależy od stopnia polaryzacji cząsteczki. Im jest on niższy, tym rozpuszczalność słabsza. Wiesz już, dlaczego sól tak dobrze rozpuszcza się w wodzie, ale mam nadzieję że to nie zaspokoiło Twojej chemicznej ciekawości? Po więcej zapraszam cię na stronę pistacja.tv.

Lista wszystkich autorów

Lektor: Dobrawa Szlachcikowska

Konsultacja: Angelika Apanowicz

Grafika podsumowania: Patrycja Ostrowska

Materiały: Patrycja Ostrowska, Dobrawa Szlachcikowska, Zofia Borysiewicz

Kontrola jakości: Małgorzata Załoga

Napisy: Małgorzata Załoga, Раїса Скорик

Opracowanie dźwięku: Aleksander Margasiński

Produkcja:

Katalyst Education

Lista materiałów wykorzystanych w filmie:

freepik (Licencja Freepik)
Squared.one (Licencja Unsplash)
Autor nieznany (CC0)
cottonbro (Licencja Pexels)
Free Creative Stuff (Licencja Pexels)
HumanoideVFX (Licencja Pixabay)
cottonbro (Licencja Pexels)
Clker-Free-Vector-Images (Licencja Pixabay)
blickpixel (Licencja Pixabay)
Alchemist-hp (CC BY-SA)
Enricoros (CC0)
Parent Géry (CC0)
En-cas-de-soleil (CC BY-SA)
By Didier Descouens(CC BY-SA)
kaigraphick (Licencja Pixabay)
Adam Rędzikowski (CC BY-SA)
Clker-Free-Vector-Images (Licencja Pixabay)
Ricinator (Licencja Pixabay)
yunjeong (Licencja Pixabay)
LHcheM (CC BY-SA)
w44 (Licencja Pixabay)
Concord Consortium (Licencja MIT)
Concord Consortium (Licencja MIT)

Licencja:

Creative Commons Uznanie autorstwa-Użycie niekomercyjne-Na tych samych warunkach 4.0 Międzynarodowej

cc-by-nc-sa.svg